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专题06二次函数中的角度存在性问题的四种模型
题型归纳
题型一二次函数中的等角存在性问题
题型二二次函数中的倍角存在性问题
题型三二次函数中的特殊角存在性问题
题型四二次函数中的角和差等量关系存在性问题
题型专练
题型一:二次函数中的等角存在性问题
1.(1)y=x2-3x-4
(器
3)最小值为1,Q(2,6)或(1,-6)
【分析】(1)把A(-l,0),点B(4,0)分别代入解析式y=a2+bx-4,计算即可.
(2)取点E(O,1),先证明∠EB0=∠AC0,再计算直线BE的解析式,联立抛物线的解析式构造一元二次
方程,解答即可.
(3)确定直线BC的解析式为:y=x-4,设M(m,m-4),则V(m,m-3m-4),P(m,0),则
PM=0-(m-4)=4-m,PA=m-(-)=m+1,设(,n2-3n-4),则点到直线PN的距离为n-m,
利用三角形面积相等,构造二次函数求值计算即可、
【详解】(1)解:把A(-1,0),点B(4,0)分别代入解析式y=ax2+bx-4,得
16a+4b-4=0
得
a-b-4=0·
a=1
解得b=3'
故抛物线的解析式为y=x2-3x-4」
(2)解:取点E(O,1),作直线BE交抛物线于点D,
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抛物线y=x2-3x-4,
.C(0,-4),
A(-1,0),点B(4,0),
.OB=0C=4,0A=0E=1,
OA=OE
.∠AOC=∠EOB=90°
OC=OB
.△AOC≌aEOB(SAS),
,∠EBO=∠ACO
∠DBA=∠ACO,
点D在直线BE上,
设直线BE的解析式为y=cr+b,
4k+b=0
1b=1’
1
k=-
解得
4
b=1
故直线BE的解析式为=子+1
根据题意,得r2-3r-4=-
4+1.
解得r、
4x=4(舍去),
1
当x=
4时,y=
4+121
16
(3)解:设直线BC的解析式为y=mx+P,
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将B(4,0),C(0,-4)代入直线BC的解析式得:
4m+p=0
p=-4,
m=1
解得1p=4’
直线BC的解析式为:y=x-4,
设M(m,m-4),则N(m,m2-3m-4),P(m,0),
.PM=0-(m-4)=4-m,PA=m-(-1)=m+1,PN=0-(m2-3m-4)=-(m+1)(m-4)=(m+1(4-m).
设0(n,n2-3n-4),
则点O到直线PN的距离为h=n-m,
:△P2N与Hy的面积相时,Smw-4PW-4-m0a+).及ePNA-4-mjcu+A
∴2(4-m0n+-(4-m0m+lh
解得h=1:
故点Q到直线PN的距离为1;
.n-m=1,
.n=m+1或n=m-1,
当n=m+1时,
y=(m+1)2-3(m+1)-4=m2-m-6
则(m+l,m2-m-6),
又N(m,m2-3m-4),
.0N=m+1-m)2+(m2-m-6-m2+3m+4)
=V1+(2m-2)
=1+4(m-1,
令p=1+4(m-1)2,
a=4>0.
∴函数p有最小值,且当m=1时,p取得最小值1,此时QN的值最小为1;
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此时,m+1=2,m2-m-6=-6,0点坐标Q(2,6)
当n=m-1时,
y=(m-1)2-3(m-1)-4=m2-5m
则(m-lm2-5m),
又N(m,m2-3m-4),
.N=(m-1-m)}+(m2-5m-m2+3m+4
=V1+4(m-2)},
令p=1+4(m-2)2,
.a=4>0.
∴函数p有最小值,且当m=2时,p取得最小值1,此时QN的值最小为1:
此时,m-1=1,m2-5m=-6,9点坐标Q1,-6).
综上所述:线段N长度的最小值为1,Q(2,-6)或(1,6)
2.(1)y=-x2+2x+3
(2)P(2,3)
3)(2,3)或(4,3)或(-2,-210
【分析】
1)将A(-1,0),B(3,0)代入y=a2+bx+3,解方程组即可:
(2)设P(m,n),则m>0,n=-n2+2m+3>0,确定C(0,3),根据∠BCP=∠ABC得CP∥AB,继而
得到-m2+2m+3=n=3,求解即可:
(3)由y=-x+2x+3得原抛物线对称轴是直线x=1,根据将原抛物线水平向右平移,使点A(-1,0)落
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在点E(1,0)处,可得原抛物线水平向右平移了2个单位,平移后的抛物线是y=-x2+6x-5,设M(,),
N(亿,-子+6t-5),分三种情况:①以MN、BC为对角线,则MW的中点即是BC中点:②以MB、NC
为对角线,则MB的中点即是NC中点;③以MC、NB为对角线,则MC的中点即是NB中点;分别画
图求解即可.
【详解】(1)
解::抛物线y=ax2+br+3(a≠0)与x轴交于A(-l,0),B(3,0)两点,
「a-b+3=0
9a+3b+3=0
a=-1
解得:1b=2·
∴.抛物线的解析式为y=-x2+2x+3:
(2)
解:如图,设P(m,n),
:点P是抛物线y=-x2+2x+3上位于第一象限的动点,
∴.m>0,n=-m2+2m+3>0.
,抛物线y=-x+2x+3与y轴交于点C,
当x=0时,y=3,
C(0,3).
.∠BCP=∠ABC,
.CP∥AB.
.-m2+2m+3=n=3,
解得:m=2或m=0(不符合题意,舍去),
P(2,3);
(3)
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解:原抛物线的解析式为y=-x2+2x+3,B(3,0),C(0,3).
2
·原抛物线的对称轴是直线×=2x可,
=1
:将原抛物线水平向右平移,使点A(-1,0)落在点E(1,0)处,
∴.原抛物线水平向右平移了2个单位,
“平移后的抛物线是y=-(x-2)+2(x-2)+3=-x2+6x-5,
设M(1,s),N(6,-+6t-5),
①以MN、BC为对角线,则MN的中点即是BC中点,如图,
E(M
1+t_3+0
22
s+(2+61-5)0+3'
s=0
解得:
t=2,
此时点N的坐标为(2,3):
②以MB、NC为对角线,则MB的中点即是NC中点,如图,
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1+3t+0
2
2
s+0-t2+6t-5+3?
2
2
S=6
解得:
t=4,
此时点N的坐标为(4,3):
③以MC、NB为对角线,则MC的中点即是NB中点,如图,
E
7
I
11
M
[1+0t+3
2
2
8+3-t2+6f-5+0?
2
2
8=-24
解得:
t=-2·
此时点N的坐标为(-2,-21);
综上所述,点N的坐标为(2,3)或(4,3)或(-2,-21)】
3.(1)y=-x2-2x+3
e0片,②(2政4-
(3)n=2
【分析】(1)因为已知抛物线经过B(1,0)和C(0,3)两个点,所以将两点坐标代入抛物线表达式
y=-x2+bx+c,求解b和c,即可得到抛物线解析式.
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(2)①先求抛物线与x轴交点A的坐标,再将抛物线解析式配方得到顶点P的坐标;因为四边形APCO
是不规则四边形,所以可通过拆分为梯形和三角形,代入长度计算面积.②先计算∠CAB的度数,因为
∠PBA=∠CAB,设直线PB交y轴于M,所以OM=OB=1,分两种情况:点M在x轴上方和点M在x
轴下方,分别求出PB的直线方程,联立抛物线方程求解,再根据P在y轴左侧筛选坐标
(3)先写出抛物线向右平移个单位后的解析式,确定其对称轴:因为0≤x≤2区间的最值与对称轴和该
区间的位置关系有关,所以分对称轴在区间左侧、区间内、区间右侧三种情况,分别求出对应最大值和最
小值,根据差值为1列方程求解
【详解】(1)把B(1,0)、C(0,3)代入y=-x2+bx+c,
当x=0时,c=3;
代入B(1,0):-1+b+3=0,得b=-2.
因此抛物线的表达式为:y=-x2-2x+3,
(2)①抛物线y=-x2-2x+3=-(x+1)2+4,
顶点P(-1,4).
令y=0得A(-3,0),0为原点(0,0).
过P作PD⊥x轴于D(-1,O),
Py外
A
DO B
S.DP=)×ADx PD=x2x4=4
1
1
S梯形PpoC=
x(PD+0Cx0D=2×4+3)x1=3.5,
15
S四边形APC0=4+3.5=
29
②A(-3,0),C0,3),
:.0A=OC,
.∠CAB=45°,
∴∠PBA=45°.
设直线PB交y轴于M,
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OM=OB=1,分两种情况:
如图,点M在x轴上方:
.M(0,1)
设直线PB解析式为y=c+1,
把点B(1,0)代入得,0=k+1,解得k=-1,
∴.直线PB解析式为y=-x+1,
联立抛物线:-x+1=-x2-2x+3,整理得x2+x-2=0,
解得=1(点B,舍去),x2=-2,
代入y=-x+1,得y=3,
.P(-2,3)
如图,点M在x轴下方:
,同理可得直线
解析式为
M
∴M(0,-1)
PB
y=x-1
联立抛物线:x-1=-x2-2x+3,整理得x2+3x-4=0,
解得x=1(点B,舍去),=4,
代入y=x-1,得y=-5,
.P(-4,-5)
∴.P点坐标为(-2,3)或(-4,-5)」
(3)抛物线向右平移n个单位后,解析式为y=-[x-(-1)]了+4,
对称轴为直线x=n-1,开口向下,
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在分情况讨论区间0≤x≤2:
情况1:对称轴在0≤x≤2的左侧,即n-1<0,解得n<1
此时在0≤x≤2上抛物线y随x的增大而减小,
当x=0时,y取最大值:yx=-[0-(n-1)]+4=-(n-12+4,
当x=2时,y取最小值:ym=-[2-(n-)]+4=-(3-m)+4,
根据题意最大值与最小值的差为1,
.-(n-02+4-[-(3-m)2+4]=1
解得n=1.75与n<1的前提矛盾,舍去,此情况无解。
情况2:对称轴在0≤x≤2的左半部分,即0≤n-1≤1,解得1≤n≤2,
此时顶点在0≤x≤2内,开口向下,因此最大值为顶点纵坐标ymx=4;
对称轴x=n-1≤1,x=2离对称轴更远,因此最小值在x=2处取得:ymn=-(3-x)2+4,
.4--(3-m}+4=1,
解得n=2或n=4(超出1≤n≤2范围,舍去),
∴符合条件的解n=2」
情况3:对称轴在0≤x≤2的右半部分,即1<n-1≤2,解得2<n≤3,
顶点仍在0≤x≤2内,最大值ymax=4;对称轴x=n-1>1,x=0离对称轴更远,
因此最小值在x=0处取得:ymin=-(n-1)2+4,
4--(n-1+4=1,
解得n=2或n=0,(均不满足2<n≤3)
情况4:对称轴在0≤x≤2的右侧,即n-1>2,解得n>3,
此时在0≤x≤2上抛物线y随x的增大而增大,
最大值在x=2处,最小值在x=0处,
∴.(n-1-(3-n)2=1
解得n=2.25与n>3的前提矛盾,舍去,此情况无解。
∴n=2
40=4
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25√2
②)点p到直线4D的距离最大为8,
20_8
3)点0的坐标为3,3:
【分析】(1)利用待定系数法计算即可得出结果:
(2)先证明△AOD为等腰直角三角形,得出∠OAD=45°,作PM∥y轴交AD于点M,设
Pmm+烈+40<m<10),则M似m+表不PN=-m+m,作PNLAD于N则
4
化为等腰直角三角形,得出PWPM,当PM大时。pN的值最大,即点p到直线D
最大,结合二次函数的性质计算即可得出结果:
(3)求出C(⑧,O),直线AB的解析式为y=2x+4,分两种情况:当点Q在BC的下方时,当点Q在BC的
上方时,作QK⊥x轴于K,分别计算即可得出结果。
【详解】(1)解:将A(0,4),B(-2,0)代入抛物线=-
++c可得。
2x×(-2+bx(-2)+c=0
4
c=4
3
解得:
c=4
3
抛物线的解析式为y=-x2+x+4
421
y=-x+4
(2)解:联立
3
x+49
2
x=10x=0
解得y=-6或y=4
·抛物线与直线AD的另一个交点坐标为(0,-6),
在直线AD:y=-x+4中,令y=0,则-x+4=0,
x=4,即D(4,0),
.OD=0A=4
∴△AOD为等腰直角三角形,
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.∠0AD=45°,
如图,作PM∥y轴交AD于点M,
设P+m+40<m<10)则Mm-m+4
.3
2
作PN⊥AD于N,
PM∥y轴,
.∠PMN=∠OAD=45°,
∴△PMN为等腰直角三角形,
:.PN-PM,
∴当PM最大时,PN的值最大,即点P到直线AD的距离最大,
pm=-日r+m=-r-10)4a-空且0,
4
2
25
当m=5时,PM的值最大,为4,
V2、2525V2
1
:点。到直线D的距离最大为)×48,此时4m+3
+m4=5+5+4头即
5vV2
·点p到直线4D的距离最大为
解:在y+号+4,令y0则+号4=0,
解得:=-2,x3=8,
.C(8,0).
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设直线AB的解析式为y=kx+6(飞≠0),
「-2k+b=0
将A0,4):B(-2,0)代入y=kx+b(≠0)可得1b=4
k=2
解得:
b=4
.直线AB的解析式为y=2x+4,
如图:当点Q在BC的下方时,
B
:∠QCD=∠ABO
CQ‖AB
∴.设直线CQ的解析式为y=2x+b,
将C(8,0)代入y=2x+b,可得2×8+b,=0,
解得:b2=-16
·直线C的解析式为y=2x-16,
y=2x-16
联立y=-x+4’
x-20
3
解得:
8
y3
出时点o的华标为得》:
如图:当点O在BC的上方时,作QK1x轴于K,
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.A(0,4),B(-2,0),
.OA=4,0B=2,
:tam∠AB0=OA=2,
OB
设2(6,-t+4)(t<4),则CK=8-1,QK=-t+4,
.∠QCD=∠ABO
.tan∠QCD=tan∠ABO.
OK_-1+4=2
·ck8-i
解得:1=12(不符合题意,舍去),
综所注,点0的标为(9),
5.1)a=-1,A(-2,0),B1,0)
aG)3到
【分析】(1)将(2,-4)代入y=ar2+ax+2求出a=-1,得到抛物线y=-x2-x+2,然后令y=0求出
A(-2,0).B1,0)
(2)根据题意分两种情况讨论:点E在x轴上方和点E在x轴下方,然后分别求出AE所在直线表达式,
然后和抛物线联立求解即可:
()首先得到分网.小可得y所在直线的表运式为-号r+,4所在线的表
4
3
3
2
4
2
达式为y=与nx+
3
”,然后分别于抛物线联立求出P
m++2小Q+l+2然
9
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后结合
三马法示0所春直表达式区网怀相到心-传引--号然后求品p0所在
直线过定点)
进而求解即可.
【详解】(1)解:将(2,-4)代入y=ar2+ax+2得,-4=4a+2a+2
解得a=-1
∴.抛物线y=-x2-x+2
∴.当y=0时,0=-x2-x+2
解得x=1或x=-2
.A(-2,0),B(1,0):
(2)解:如图,当点E在x轴上方时,设AE与y轴交于点F,
,抛物线y=-x2-x+2
∴当x=0时,y=2
.C(0,2),即0C=2
A(-2,0).B(1,0)
..OA=2=OC,OB=1
.∠EAB=∠BCO,∠AOF=∠COB
∴.△AOF≌aCOB(ASA)
∴.OF=OB=1
.F(0,1)
·F所在直线表达式为y=2x+1
y=-x2-x+2
与抛物线联立得,
1
y=2x+
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阳2或月
将=5代入=+1得,y=
1
1
别
如图,当点E在x轴下方时,设AE与y轴交于点F,
同理可得,AG所在直线表达式为y=一
2
y=-x2-x+2
与抛物线联立得,
3
解得x=-2或x=
2
将x
2代入y=
1得=
综上所选,点e的标为3)威3)。
·抛物线对称轴为直线x=
2
,设点M,N的纵坐标分别为m,n,
叫,N
A(-2,0)
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24
·可得AM所在直线的表达式为y=了mx+
+3,1灯所在直线的表达式为少二3x十3”,
「24
y=-mx+-m
·联立24和
得,
3
3
y=-mx+-m
3
3
y=-x2-x+2by=-x2-x+2
整理得,3x2+(2m+3)x+4m-6=0
x+x=-2m+3
3,即-2+x=-2m+3
3
3m+1
2
将xp=
m+1代入y=2+4
m+2m
m得,少=-4
4
P
2
m+1,
-m2+2m
3
9
2
同理可得,
n+1,
3
+2n
2(m+n)-9,-6(m+n)+4mn+27
∴可得PQ所在直线表达式为y阳=
-x+
3
9
∵mn=-3
2(m+n)-9-2(m+n)+5
∴PQ所在直线表达式为p阳=
一X+
3
3
设t=m+n
3+2*52
2t-9
5-2-3x-21+=3x-2-3x+
5
∴.ypg=
33
3333
3
当号子-0时,即=1时,=
4
P0所在直线过定点L-到
:A(-2,0)是定点
.当AR1P№时,点A到直线P的距离取得最大值
=2-0
六点A到直线P0的距离的最大值为网
3
17176
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6.(1)y=-x2+2x+3
(2)点E的坐标为(⑧,-45)或(2,3)」
【分析】(1)将点D和点B坐标代入求解即可:
(2)分两种情况讨论,当点E在CB上方的抛物线上,当点E在CB下方的抛物线上,画出图形,根据∠
∠CBD=∠BDE分情况求解即可.
4=a+b+3
【详解】(1)解:由条件可得0=9a+3b+3’
a=-1
解得1b=2·
.抛物线y=-x2+2x+3;
(2)解:当点E在CB上方的抛物线上,如图,
当x=0时,y=-x2+2x+3=3,
则C(0,3),
设直线BC表达式为y=+C,则由题意得:
c=3
3k+c=0'
[c=3
解得:k=-1
∴直线BC表达式为y=-x+3,
由条件可知CB∥DE,
设直线DE的解析式为y=-x+m,
将点D的坐标代入得:m=5,
.直线DE的解析式为y=-x+5,
y=-x+5
联立y=-x2+2x+3
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x=1
[x=2
解得:
y=4(舍去)或y=3
∴点E的坐标为(2,3):
当点E在CB下方的抛物线上,如图,设DE交CB于点G,
B
由条件可知GD=GB,
设G(m,-n+3),则V(n-}+(-n+3-4}=V(n-3)}+(-n+3},
4
解得n=了,
则引
设直线DG的解析式为y=kx+b,
4,
5
则56+6-司
k+b=4
[k=-7
解得6=11’
y=-7x+11
∴直线DG的解析式为y=-7x+11,联立y=-x2+2x+3'
x=1
x=8
解得y=4(舍去)或1y=-45'
点E的坐标为(8,-45):
综上,点E的坐标为8,-45)或(2,3).
题型二:二次函数中的倍角存在性问题
7.y=-x+x+4
8
3
3
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39165
5291135
(②0点p的坐标为(2.4或1664):②点p的坐标为8'16或816
【分析】(1)将A、B两点坐标代入抛物线y=ax+br+4,列出关于a和b的方程组求解即可;(2)①
设P号+骨0+40<m<动,由点c0,4利和点BB.0)可得C的表达式,分两种伤欲:当
△PDE∽aCOB时和当△PDE∽aBOC时根据相似三角形的性质求解即可;
②如图,过点B作∠ABC的角平分线分别交y轴、抛物线于点M卫,在x轴的下方作∠ABP-)∠ABC,
设点M的坐标为(O,k),求出点M的坐标,得出直线BM的解析式,联立方程,求出点P的坐标,同理可
得点P
【详解】(1)解:将A、B两点坐标代入抛物线y=ar2+bx+4解析式,
4
a-3
可得a-b+4=0,解得
8
9a+3b+4=0
b=
3
猫物线的解有式为=号+骨
+3x+4
4
(2)①设Pm,3m+m+40<m<3)
3
由点C(0,4)和点B(3,0)可得BC的表达式:y=
3+4,
4
4
.D m.-3m+4
则PD=-4n足
gm2+8m+4
4
4
m+4
m2+4m.
3
3
3
4
PD
m2+4m
3
4
DE
m
3m+4,
DE⊥y轴,PDLx轴,
.∠PDE=∠COB=90°,
c1)9,PmeC06时.小8e-8%
4
4
则3m+4=
3
.m=2,
20176
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P(2,4:
(IⅡ)当△PDE∽aBOC时,
PD BO
DE OC'
则3m+4=
4
4
ms 39
16,
p39165)
(16’64
39165
当。PDE与△COB相似时,点p的坐标为(2,4)或1664:
②如图,过点B作∠ABC的角平分线分别交y轴、抛物线于点MP,过M作M0IBC交BC于O,在x
轴的下方作∠PBA=号∠ABC,设点M的坐标为(O,),
B
.0B=3,0C=4,
BC=5,
,BM平分∠ABC,
.MO=MO
号McxB0-acx0.
即2(4-)x3=)×5xk.
2
解智另
21176
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∴点M的坐标为
13
直线BM的解析式为y=-
3+
2
13
y=
2++
2
联立
y=-7
2,8
+x+4
3
(
8
解得x=3或
29’
y=0
y=16
529
点P的坐标为816
由作图可知,M与点N关于x轴对称,
六点的华标为0-引
同可得点p的坐标为(骨洛》】
529)1135
综上点P的坐标为g16或8,16
8.(1)y=-
+;x+2:41,0)
2
(2)(0,2)或(0,-1)
65
602:②5
【分析】(1)将点B(4,0)和点C(0,2)代入抛物线解析式求出抛物线解析式,再令y=0,求出A点坐标:
(2)设E(O,n),ABDE是以BD为斜边的直角三角形,可得ED'+EB=BD',利用勾股定理分别表示出
BD2=85,ED2=m2n+:EB2=n2+16’建立方程求解即可,
③)D过点c作cF/AB交A0于点F先求出直线BC解折式,设Pm+号+2).则
2
m+2
利用CF∥AB'∠PCM=2∠OBC,可证明ACFP≌△CFM(ASA),得出PF=FM
22176
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从百得出点6的数坐标为+2小如号+?小由点p的坐标为,理产方至求解即可
②没P+m+,则mn+2过点6作GL⊥y,垂足为:证明
△MON≌aGOL(A4S),得出MN=GL,ON=OL,求出旋转后的点G坐标,得出点G的轨迹是直线
y=2x-4上在0<x<2之间的一段线段,由垂线段最短可知,当AG⊥HK时,AG长度取最小值,利用三
角形面积求出AS长度即可.
少解:点B4,0和点C0,2)代入抛物线解析式y=-)x2+
×42+4b+c=0
3
b=
解得:
2
c=2
c=2
∴.抛物线解析式为y=
2+2,
令=0得:+
x+2=0,解得:x=4或x=-1
2
.A(-1,0)
(2)解:由(1)得:A(-1,0),B(4,0),C(0,2),如图所示:
B
,点D是线段AC的中点,
,点E在y轴上,
∴设E(0,n),
)B(40)E.)
0-4+f-学-4a-=-2n景f+n46
23176
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,△BDE是以BD为斜边的直角三角形,
六ED2+EB2=BD2,
即-2+子++16=
,5
4,整理得:心-n-2=0,解得:n=2或1
点E的坐标为(0,2)或(0,-1)
(3)解:①如图所示,过点C作CF∥AB,交P于点F,
M
点是直线C方提物线上的动点,鹅物线解析式为=子
2x+2,
1
3
设Pmm+
m+2
’0<m<4
设直线BC解析式为y=+b,将B(4,0),C(0,2)代入得:
4k+b=0
,解得:
2
b=2
b=2
·直线BC解析式为y=一2x+2,
:PO川y轴,交BC于点M,
1
:.M m.-zm+2
.CF∥AB,
.∠OBC=∠FCM,
,∠PCM=2∠OBC,
六∠PM=2ZCM,∠CM-PCM,
.∠FCM=∠PCF,
PQ‖y轴,CF∥AB,
.CF⊥PQ,即∠CFP=∠CFM=90°,
又,CF=CF,
24176
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:.△CFP≌△CFM(ASA),
.PF=FM,
,点。的纵坐标为
*h++
又,点F的纵坐标与点C的纵坐标相等,
m+2小r++刘-2,得:m=2或m0合大)
∴.满足条件的点P的横坐标即为2;
②依然可设Pm,)m+二m+2
2
20<m<41
1
由0得:直线BC解折式为y=子+2,Mm
m+2
2
过点G作GL上y轴,垂足为L,
M
B
,将OM绕点O按顺时针方向旋转90°得到OG,
.OM=0G,∠M0G=90°
∴.∠MON+∠NOG=90°,∠LOG+∠NOG=90°,
.∠MON=∠LOG,
在△MON与△GOL中
[∠MON=∠LOG
∠MNO=∠GLO=90°
OM=OG
:.△MON≌aGOL(AAS).
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..MN =GL,ON =OL,
1
:Mm,-2m+2,
.:MN=-Im
m+2,ON=m'
2
:GL=-5m+2,0L=m.
1
六点G的坐标为2m+2,-m,
1
X=一
、m+2
1
m+2
即
,消去得:
2
y=-m
y=-m
m y=2x-4
∴点G的坐标满足解析式y=2x-4,
.0<m<4,
0<
2m+2<2,即0<x<2
“点G的轨迹是直线y=2x-4上在0<x<2之间的一段线段,
设直线y=2x-4与x轴交于点K,与y轴交于点H,
在y=2x-4中,令x=0,得:y=-4;令y=0,得:x=2,
.H(0,-4),K(2,0)
∴点G的轨迹即是线段HK,
连接AH,过点A作AS⊥HK,
,当AG⊥HK时,AG长度取最小值,最小值为AS的长度,
H(0,-4),K(2,0),A(-1,0),
.HK=V2+42=25,AK=3,0H=4,
:Sm号4Kx0H=Kx5,
六3×4=25×4S,解得:15=65
5
,6v5
“4G长度的最小值为5,
9.(1)y=-
3x+9x+3
4
4
26176
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aP)支Pa
ge(38】
【分析】(山犯L0,C0,3)分别代入抛物线y=am2+}+e,定解折式即可,
4
3
9
②确定直线C的解折武为:y+3,设P心心一3
4
4
确定直线OP的解析式为
3
9
m2+2m+3
y=4
4
x,得到点D的横坐标为4m
根据题意,得
,解答即可.
m
-m2+4m+4
m2-4m+3=0
(3)作点B(4,0)关于y轴的对称点M,根据题意,得M(-4,0),∠0CB=∠0CM,
故∠MCB=2∠OCB,过点A作AQ‖MC,交BC于点O,∠MCB=2∠OCB,
∠AQ,B=∠MCB=2∠OCB解答即可.
9
a--+c=0
【详解】(1)解:把
A(-1,0)C(0,3)
分别代入抛物线y=ar2+?x+c得
4
4
c=3
3
Q=-
解得
4
c=3
32
9
抛物线的解析式为y=
4++3.
4
4+3.
(2)解:根据抛物线的解析式为'+乡
3
9
令y=0,得4
二x2+-x+3=0
4
解得x=-1,x=4,
.B(4,0),
设直线BC的解析式为y=x+b,
[4k+b=0
.b=3
k=-
3
解得
4
b=3
27176
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3
“直线BC的解析式为:y=-4+3,
3
9
设Pm,-m2+兰m+3
4
4
设直线OP的解析式为y=px,
根据题意,得m+m+3=mp,
3
9
4
3
9
二m2+-m+3
解得p=44
m
3
9
二m2+-m+3
故直线。的解析式为y=44
OP
m
3
9
m2+m+3
根据题意,得3x+3=4m+4”
4
m
4m
解得x=
-m2+4m+4
4m
故点D的横坐标为-m2+4m+4'
S.rco:S.cDo=7:4,
2c0-
:7
.
CO.D.
4
2
P7
D.4'
m
、7
4m
Γ4,
-m2+4m+4
整理,得m2-4m+3=0,
解得m=1,m=3,
9
故P2或P3,3)
(3)解:作点B(4,0)关于y轴的对称点M,
根据题意,得M(-4,0),∠OCB=∠OCM,
28176
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故∠MCB=2∠OCB
过点A作A Il MC,交BC于点巴,
.∠MCB=2∠OCB
.∠AQB=∠MCB=2∠OCB.
A
设直线MC的解析式为y=mx+3,将M(-4,0)代入解析式,
得:-4m+3=0
3
解得m=4
∴直线MC的解析式为:=+3,
设直线AQ的解析式为AQ,
2-*=0,
3
解得=4:
33
∴直线Ag,的解析式为:y=4x+2
41
33
y=
44
3
x+3
4
[3
X=一
2
解得15
y=
8
故Q(3):
10.(1)y=-x2-2x+3
aM到
29176
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(3)OEOF是定值,该定值为1.理由见解析
【分析】(1)将点A(-3,0),C(0,3)代入y=-x2+bx+c得到关于b、c的二元一次方程组,求解后可得
答案:
(2)确定B(1,0),得OA=3,OB=1,OC=3,如图,延长CM交x于点E,过点M作MD⊥x轴于点D,
设M(xm,yn)x(O,yn)0),继而得到DM=yn=-xn2-2xn+3,OD=-xn,BD=1-xm,根据等腰三角形
的性质及三角形外角的性质得ED=BD=1-m,证明△EMD∽aECO得ED.CO=EOMD,得
30-)1-2(-2x+3)解得=减,=0(不符合题意,合去),可行答案
(3)如图,过点P作PG⊥x轴于点G,过点0作QH⊥x轴于点H,设P(:,y)xO,y)0),
(x,2)(:<0,5<0),得PG=y=a+(3k-1),G0=-x,H0=-=-,-(3k-1),H0=-x,
y=kc+(3k-1)
GB=1-x”B=1-飞联立=--2x+3得2+k+2)x+(6k-4)=0,继而得到5+5=-(k+2)
OE BO OF BO
xx=3k-4,证明aBE0ABPG'△BF0 BOH得GFBG,H0BH,继而得到
OE.OF BO-GP.BO.HO
BGBH,代入数据化简即可.
【详解】(1)解::抛物线y=-x2+bxr+c过点A(-3,0),C(0,3),
-(-3)}-36+c=0
c=3
b=-2
解得:
c=3,
∴抛物线的解析式为y=-x2-2x+3;
(2)解::抛物线y=-x2-2x+3与x轴交于A(-3,0),B两点,
当y=0时,-x2-2x+3=0,
解得:x=-3或x=1,
.B(1,0)
又:A(-3,0),C(0,3),
.OA=3,OB=1,OC=3,
如图,延长CM交x于点E,过点M作MD⊥x轴于点D,设M(x,y)x(O,y)0),
30176
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M
A
B
D
.DM=ym=-xm2-2x+3.D(xm,0).
..OD=-Xm,
..BD=BO+OD=1+(-x)=1-xm,
,∠BEM+∠ABM=∠BMC=2∠ABM,
∴.∠BEM=∠ABM,
.ME MB,
.MD⊥x轴,
:.ED=BD=1-%m,
:.EO=ED+DO=1-X+(-X)=1-2xm,
.·MDIICO
∴.△EMDr△ECO,
ED MD
六EOCO,即ED.C0=E0MD
.3(1-xm)=(1-2xm)-xm2-2xm+3),
·.3(1-xm)=-((1-2xm)(xn2+2xm-3=-(1-2xn)(xm-10(xm+3)=((1-2xm)1-xn)(xm+3),
.xm<0,
.1-xm>0」
:((1-2xn)(xm+3)=3,
解得:x=一2或xn=0(不符合题意,舍去),
=-2x+3=-(-2引-
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(3)解:OEOF是定值,该定值为1.理由如下:
:直线y=+n经过点(-3,),
.-1=-3k+n,
∴.n=3k-1,
∴.直线y=+n为y=ac+3k-1」
如图,过点P作PG⊥x轴于点G,过点Q作QH1x轴于点H,设P(G,y)(x(O,y)0),
Q(x2,2)(x2<0,y2<0),
VA
∴∠PGB=90°=∠EOB,∠QHB=90°=∠FOB,G(x,0),H(x,0),
.PG=y=+(3k-1),G0=-x,H0=-2=-kx,-(3k-1),H0=-x2,
.GB=G0+OB=-x+1=1-,HB=H0+OB=-x2+1=1-x,
:直线y=+(3k-)与抛物线y=-x2-2x+3在第二、三象限交于P,9两点,
y=x+(3k-1)
y=-x2-2x+3:
整理得:x2+(k+2)x+(3k-4)=0
.x+x3=-(k+2),xx2=3-4,
.∠EOB=90°=∠PGB,∠EBO=∠PBG:∠FOB=90°=∠QHB,∠FBO=∠QBH,
∴.△BEO∽ABPG,△BFOP△BQH,
OE BO OF BO
GPBG'HQBH·
..OE=BO.GP
OF BO.HQ
BG·
BH
..OE.OF=BO-GP.BO.HQ
BG BH
32176
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BO2.GP.HO
BG·BH
1Px[c+(3k-1][-,-(3k-1)]
(1-x)1-x2)
=-西,+k(3k-1)(s+)+(3k-1
1-(x+x2)+xx2
=-(3k-4)-k(3k-10(k+2)+(3k-
1+(k+2)+3k-4
-[k3k-4)-(3k-1)k+2】]+3k-1
4k-1
k(2-9k)+(9k2-6k+1)
1-4k
_1-4k
1-4k
=1,
∴.OEOF是定值,该定值为1.
u,0--+2
o)
【分析】(I)根据对称轴求出b的值,再由C点坐标求出c的值即可求解:
(②)设对称轴与直线BC的交点为M,连接MM推导出AP=PM:求出M(
》设P6+
列出方程求解即可.
5
【详解】(1)解::抛物线y=2+hr+c的对称轴为直线x=
2
.:b=-5
2,
:与y轴相交于点C(0,2),
c=2,
2x+2
(2)解:设对称轴与直线BC的交点为M,连接AM,则AM=BM,
33176
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M
x+2=0时,解得x=1或x=4
2
.A(1,0),B(4,0),
AM BM,
∴.∠MAB=∠MBA,
.∠PMA=2∠CBO,
.∠PAB=3∠CBO,
∴.∠PAM=2∠CB0.
∴.∠PMA=∠PAM,
.AP=PM,
设直线BC的解析式为y=c+2,把B(4,0)代入得:4k+2=0,
解得、1
2
1
y=2x+2,
3
设P6之+2,
-++2=++2-
解得1=4
12.0y=
3
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(3)证明见解析
【分析】(1)利用待定系数法求出抛物线对应的函数表达式即可
(2)作BC的中垂线交x轴于点E,连接CE,则CE=BE,进而得到∠AEC=2∠ABC,设OE=m,则
CE=BE=3-m,在RA△COE中,由勾股定理得T+
=(3-m,解出m的值,设直线CE的解析式
11
为y=+3
,利用待定系数法求出直线CE的解析式,过点A作AP∥CE,交y轴于点Q:交抛物线于点
p,则∠PAB=∠CEA=2∠ABC,设直线AP的解析式为=膏+,利用待定系数法求出直线AP的解折
式,与抛物线解析式联立,求出点P的坐标:作点Q关于x轴的对称点,连接4g,同理求出点P的坐
标
(3)易得到平移后新的抛物发解析式为=-山,设过点F0,-2)的直线,的解析式为y=太-2,与
新抛物线解析式联立得到x2+2-2=0,设交点M(:,)、N(:,),根据韦达定理可得x+x=-2k、
1,1,1
52:进而得到MG)2+山、NH三)x+.据此计算MGN写oO的值是否相等即证
3
【详解】(山)解:将4-1,0),B3,0)两点代入y=a+x+2得:
a-b+
30
2
0
32a+3b+
2
1
4=-
解得
b=1
因此,抛物线对应的函数表达式为y=
x+x+
3
2
2
(2)解:由(1)知抛物线表达式为y=
2+x
3
21
2
3
当x=0时,y=2
35176
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作BC的中垂线交x轴于点E,连接CE,则CE=BE,
P
.∠ECB=∠ABC
.∠AEC=∠ABC+∠BCE=2∠ABC,
3
0B=3、
0C=
2
设OE=m,则CE=BE=3-m,
在R△C0e中白勾服定理符:+)
=(3-m3,
解阳如品,
9
设直线CE的解析式为y=:+
30
将80代入=+:
8
解符=手
43
、.直线CE的解析式为y=
3t+
2
过点A作AP∥CE,交y轴于点O,交抛物线于点P,则∠PAB=LCEA=2LABC,
设直线p的解折式为)=含r+n,
4
将A-1,0)代入y=音+a得:号x(-)+n=0,
36176
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解得n=4
44
:直线4P的解析式为y=-3-3:
44
33
y=-
联立
3
y-
17
x=
解得
80或x=-1,
y=-
9
y=0
将x=0代入y=
44
x一2得:v三一、
ga引
作点关于x轴的对称点卫,连接AQ,
go引
∠GAB=∠BAF=2∠ABC'
设直线AQ的表达式为y=kx+b,
4
将A-1,0)和03代入y=x+得:
-k+b=0
4
b=
3
4
k=
解得
4
=3
44
:.直线40的表达式为y=3x+
3
「44
3+3
y=
联立
12
,3’
2+x+2
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解得16或∫x=-1,
y29
y=0
1780)
n(116
综上所述,点P的坐标为P3一)或P59:
1
3
(3)证明:由(1)知抛物线y=
x2+x+
2
2
2++2,
:平移后新的抛物线解折式为y=-)?-1,
2
:顶点(0,-),即00=1,
设过点F(0,-2)的直线1的解析式为y=k,x-2,
y=k,x-2
联立
y=-7
整理得x2+2-2=0,
设交点M(,乃、N(,2),
由韦达定理得x+x2=-2k、xx2=-2」
∴x2+x32=(:+x3)}-2xx2=(-2k2-2×(-2)=4k2+4,
MG1抽灯点GM上轴于点且=-1<0、为=式-1<0,
:6--分-1,---1,
2+2)+2
(x2+x2)+2
242+4+2
-=1
1
=1,
00
1
11
'MG NH 0Q·
【点睛】本题考查二次函数与一次函数的综合、轴对称的性质、等腰三角形的性质、勾股定理,熟练掌握
38176
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二次函数与一次函数的图像性质,数形结合的思想方法的运用是解题的关键,
题型三:二次函数中的特殊角存在性问题
13.(1)y=x2-4,B(2,0)
(2)存在,P(3,5)或P(1,-3)
25
3)n=4
【分析】(1)用待定系数法即可求解.
(2)先假设存在,设出其横坐标,利用等角对等边得出其纵坐标,再代入解析式即可求解.
(3)利用只有一个交点,联立解析式,令△=0即可求解.
【详解】(1)解:抛物线y=ax2+c(a≠0)经过点A(-2,0)、C(0,-4)两点,
.4a+c=0,c=-4」
∴.a=1,
.y=x2-4,
:抛物线关于y轴对称,A(-2,0)
.B(2,0)
(2)解:存在,P(3,5)或P(1,-3):
理由:假设存在点P,设其横坐标为t,连接AP,过P点作PD⊥x轴于点D,
∠PAB=45°,
.∠DPA=90°-45°=45°,
.PD=DA=t+2,
如图,当P点在x轴上方时,
:.D(G,t+2),
代入y=x2-4中得1+2=t2-4,
39176
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解得t=3或t=-2(与A点重合,舍去),
.t+2=5,
P(3,5).
如图,当P点在x轴下方时,
YA
D
B
.D(6,-t-2),
代入y=x2-4中得-t-2=2-4,
解得t=1或t=-2(与A点重合,舍去),
-t-2=-3,
.P(1,-3).
(3)解:将抛物线y=x'-4沿x轴向左平移n(n>0)个单位长度,平移后的抛物线解析式为
y=(x+n)2-4,
令x+2=(x+n)2-4,
x2+(2n-1)x+n2-6=0
:平移后的抛物线与直线y=x+2相切,
:.△=(2n-1-4(n2-6)=4n+25=0,
4·
4c0-y当。0成a<时日0
直线,的解折式为,=3a-3:当<a<0时,
B(-3,0),直线1的解析式为y=-x-3
(②)a=17+4v15
49
a有政背a<0皮0ea<成a>月
40176
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【分析】令y=0,因式分解得(x-1(x+3)=0,再分情况得到点B及直线1的解析式:
分0<a
1111
7、7a
4、4a<1、a≥1四种情况,结合抛物线的性质求,即可:
1
分。<a<0、a<-】、a之0且a≠3、a=结合函数图象进行判断求解即可
【详解】(1)解:令x=0,y=-3,则C(0,-3),
令y=0,则ar2+(3a-1)x-3=0,即(ax-1)(x+3)=0,
1
解得x=二,x3=-3」
a
a
,直线,的解析式为y=3ax-3:
1
当3<a<0时,B(-3,0),直线,的解析式为y=-x-3:
(2)解:y=a2+(Ba-1x-3a>0,对称轴为x=-30二1-3+
2a=22a
5时,多≥2,则1≤x52时,y随:的增大而减小,
当0<a≤7时,-2+2a1
则x=-1时,y取得最大值,最大值为a-(3a-)-3=-2a-2,
x=2时,y取得最小值,最小值为4a+2(3a-1)-3=10a-5,
-2a-2-(10a-5)=-12a+3=5,解得a=6(舍去):
当21时,子女1,则1时,)他,的大面大
则x=-1时,y取得最小值,最小值为-2a-2,
x=2时,y取得最大值,最大值为10a-5,
2
.10a-5-(-2a-2)=12a-3=5,解得a=3(舍去):
当a分,立<2,则-1离对称辅足运
.3.1
则x=-1时,y取得最大值,最大值为-2a-2,
22a
-2a-2490+60+1-0-2a+中=5.即2一2a+l=0
4a
4a
41176
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解得a=11+2W30(舍去),a=11-2W30(舍去):
当4a<1,1<-3+11
2+2a<2,则x=2离对称轴更远,
则x=2时,y取得最大值,最大值为10a-5,
2时,v取得最小值,最小值为0.60刀
10a-5+9a+6a+1_49a-14a+=5,即49a2-34a+1=0'
4a
Aa
解得a=17+4v5
17-4V15
49
或as
49
(舍去):
综上a=17+45
49:
(3)解:由()知3a<0时,4
30M3别
B
M
则△OBC为等腰直角三角形,∠OBC=45°
又∠BMN=45°,
所以MN∥AB或MN⊥AB,
3
即直线MN的解析式为y=一2,与抛物线有两个交点M,N,此时有一个点N符合题意,
3
直线MN的解析式为x=一2,与抛物线只有一个交点M,N,此时有一个点N符合题意,
即-3<a<0时,符合题意;
42176
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V
B
M
当∠BMN=45°时,这样的直线有两条,每条与抛物线有两个交点,其中一个符合题意,
则恰有2个点N使得∠BMN=45°,
所以a<-3时,符合题意:
1
a>0且a≠3时,同理恰有2个点N使得∠BMN=45,符合愿意:
时,
M
C
与BC夹角为45的直线有两条,x
2或y≤3
3
3
x=2时,此时∠BMN=135o,不符合题意,
3
2时,与抛物线有两个交点,其中一个能使∠BMN=45:
y=-
故此时,满足题意的点N只有1个,不符合题意:
43176
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综上a<
1
1
1
3或3a<0或0<a<3或a>
3
15.(1)抛物线解析式为y=-
+x+3,点B的坐标为6.0)
2
2
(②m=5
3
(3)m的值为1-11或5+15
【分析】(1)用待定系数法,代入已知点A、C的坐标求出抛物线系数,再令y=0求出与x轴交点B的坐
标
(2)构造等腰直角三角形,利用全等三角形得到直线BM上一点的坐标,求出直线BM解析式后联立抛
物线方程,结合M在x轴下方的条件得到m的值.
(3)利用抛物线对称性得到MP的长度表达式,求出直线BC解析式后得到MQ的长度表达式,根据
MP=MQ列方程,结合M的位置分类讨论得到m的值
【详解1山解:由少=+bx+e过点e,0和C0可得:
c=3
1
0=
2
-b+c'
[c=3
解得b=
2
抛物线解析式为一2x+3、
2x+3
令y=0,得21
+5x+3=0.解得x=-1,=6
2
∴.点B的坐标为(6,0)
(2)解:如图1,过点C作CD⊥BC交直线BM于点D,过D作DHLy轴于点H.
B
O
D
图1
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,∠MBC=45°,
∴△BCD为等腰直角三角形,BC=CD
.∠DCH+∠BCO=90°,∠DCH+∠CDH=90°,
.∠CDH=∠BCO
又,∠DHC=∠COB=90°,
.△CDH≌△BCO(AAS)
.DH=CO=3,CH=BO=6
,C坐标为(0,3),.D点坐标为(-3,-3)
设直线BD的解析式为y=kx+”,代入B6,O)和D(-3,-3)得
1
k=7
0=6k+n解得3
-3=-3k+n
n=-2
1
即直线BD解析式为y=3-2.
1
?联立直线。。与抛物线方程得:3x一2三一2x2+3
x+3
2
5
解得x=6,=
3
5
..m=-
3
1
③)解:如图2,抛物线2x+3之+49
8的对称轴为直线x=
5
2·
VA
、X
图2
:MP平行x轴,M,P都在抛物线上,
5
M,P关于对称轴x=2对称。
M横坐标为m,∴.P横坐标为5-m
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.MPm-(5-m)H2m-51.
设直线BC解析式为y=axr+d,代入B(6,0),C(0,3)得
0=6k+d
d=3
1
解得
k2
d=3
·直线BC解析式为y=2x+3.
,MQ平行y轴,Q在BC上,M横坐标为m,
Q纵坐标为m+3,M织坐标为m+m+3。
0cm+)-(m+m+-3ml
5
2
,M在x轴下方,
m<-或m>6:此时方m-加-g9>0,所以M0
m2-3m
2
2
.MP =MO
1
∴.l2m-5f5m2-3m.
2
分两种情况讨论:
@当加<-时2a50方程化为5-2加-专-加,解得0=1而:“m-小m1-而
②当m>6时,2m-5>0:方程化为2m-5-m2-3m,
解得m=5±5,“m>6,心m=5+5
综上,m的值为1-V11或5+V15.
16.(1)抛物线解析式为y=-x2+2x+3,顶点D(1,4):
804阿3,2在
【分析】(1)把A(-1,0)和点B(2,3)代入y=ax2+bx+3求解即可:
(②@洗求c得4.F则pF-413由P伦情坐标为以可知P侧m+2m+9
根据平行四边形的判定定理可知当PE=DF时,以点P,D,B,
46176
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,3,5
F为顶点的四边形是平行四边形,即一m+)
2
+23,求解即可:
②过A作AK⊥AC交CP延长线于K,过K作KT⊥x轴于T,过C作CR⊥x轴于R,可知△AKC是等腰直
117
角三角形,证明△AKT≌aCAR(AAS),得到KT=AR,AT=CR,进而得到K-4'2,求出直线CK解析
1,31
y=-
式为y=-x+3,求解
x+2即可.
3
12
=-x2+2x+3
【详解】(1)解:把A(-1,0)和点B(2,3)代入y=a2+bx+3得:
[a-b+3=0
4a+2b+3=3'
a=-1
解得b=2’
∴抛物线解析式为y=-x2+2x+3,
.y=-x2+2x+3=-(x-1)+4,
顶点D(1,4):
(2)解:①如图:
A
D
B
E
5
x=
1.1
由y=2x+2
2
得x=-1或
7
y=-x2+2x+3y=0y=4
c8
由(1)知D(1,4),对称轴为直线x=1,
11
在y=2x+2中,令x=1得y=1,
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.F(L,),
.DF=4-1=3,
,P的横坐标为,
.P(o-m))
1
.PE=-m2+2m+3-
2
PE∥DF,
∴当PE=DF时,以点P,D,E,F为顶点的四边形是平行四边形,
即m2+3m+
22
=3
解得m=
7w3
2或m=1(与D重合,舍去)或m=3+97
4:
或w成和3可
,m=
4:
p-195
②在直线4C上方的抛物线上存在点P,满足∠PCA=45,P气6'36)
过A作AK⊥AC交CP延长线于K,过K作KT⊥x轴于T,过C作CR⊥x轴于R,如图:
B
T
MO
RX:∠PCA=45°,AK⊥AC,
∴△AKC是等腰直角三角形,
∴AK=AC,∠KAC=90°,
∴.∠KAT=90°-∠CAR=∠ACR,
:∠KTA=90°=∠ARC,
∴.△AKT≌△CAR(AAS),
∴.KT=AR,AT=CR,
:A(-1,0)
c
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设直线CK解析式为y=+b,
(1_5k+b
4
4
k=
3
解得:
31
b=-
D12
1,31
“直线CK解析式为y=3x+2,
í5
x=
1
1
31
2
xX=-
解y=-。x+
6
312
得17或1
5
y=-2+2x+3y=4y=36
n195
:P636
17.y=
a
1
a=-
(3)存在,
2
k=2-V5
【分析】(1)待定系数法求出函数解析式即可:
(2)以B为直角顶点,CB为直角边,构造等腰直角三角形CBE,作EFIx轴,求出E点坐标,进而求
出直线CE的解析式,联立直线和抛物线的解析式,求出D点坐标即可:
(3)求出马的对称轴,进而推出m=-4a,得到y=ax2-4ar,待定系数法求出直线的解析式为
=红+月令+2x+多如+名整里,得方2+-刻=0,求出CP的中点的横坐标为2-
5
5
令m2-4r=众+,整理,得a2-(4a+kx--0,根据抛物线L与直线1有且只有一个公共点,且这
5
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个公共点合打是线收Cp的中点,得到方程m-(如+)-=0有两个相等的实数根为2一k,根据判别式
和根与系数的关系,列出方程组进行求解即可.
【详解1解:把4-L0C0引代入=分r+h加+e,符
5
1
-b+c=0
b=2
,解得5·
C=
2
5
2:
1
5
(2)解:令y=-5x2+2x
=0
2
2
解得x=-1,x2=5,
B(5,0),
.OB=5,
6心
以B为直角顶点,CB为直角边,构造等腰直角三角形CBE,作EF⊥x轴,
VA
3
则∠EFB=∠CBE=90°=∠BOC,BC=BE,∠BCE=45°=∠DCB,
.∠CBO=LBEF=90°-LEBF,点D在直线CE上,
.△COB≌aBFE(AAS),
EF=OB=5.BF=0C=3
·OF=OB+BF=
2
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设直线CE的解析式为y=:+
21
把侣代入55+解得
3
1
5
y=3x+2
[15
10
y=3x+2
x=
x=0
3
联立
,5,解得
42
5或
5
y=-
2
y=2
y=18
9g
(3)解:存在,
y=742x+
2
X=-
=2
,对称轴为直线
1
2×2)
“y=ar2+mx的对称轴与y=
2的对称轴相同,
=2
.2a
.m=-4a,
..y=ax2-4ax:
n入y-n得
=版+3,
令+2x+=+,整理,得+2-x=0
5
2
∴.xc+xp=4-2k
xc+xp=2-k,
∴C,P中点的横坐标为2
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令m2-4ar=+,整理,得r2-(4a+k)k-】=0,
,抛物线?与直线I有且只有一个公共点,且这个公共点恰好是线段CP的中点,
方程a2-(4a+)x-2
=0有两个相等的实数根为2-k'
△=[-(4a+k]+4ax=0
2(2-k)=4a+k
a
1
a=-
5a=
a=-
解得8或
2
或2
或a=0。
k=0k=2+5k=2-V51k=0
.a<0,k<0.
.1
k=2-V5
18.(1)y=-x2-3x+4;
(2)t=-3
-2r2-8t+8(-4<t<0)
(3)①S关于t的函数解析式为S=
2t+8(0<t<1)
当8<5<10时,存在3个符合条件的点p
3
当10≤S<16时,存在2个符合条件的点P:
当S=16时,存在1个符合条件的点P.
【分析】(1)将点A(4,0)和点C(0,4)的坐标代入二次函数的一般式,得到关于b、c的二元一次方程组,
解方程组求出b和℃的值,再将系数代回原解析式,即可得到该二次函数的解析式:
(2)先由A、C两点坐标得出OA=0C=4,判定△A0C为等腰直角三角形,得到∠0CA=45°,结合已
知∠PCA=45°,推出∠PCO=90°即PC1y轴,因此点P的纵坐标为4,将y=4代入二次函数解析式求解,
舍去与点C重合的解,即可得到t的值:
(3)①先令二次函数的y=0,,解方程求出抛物线与x轴的另一个交点B的坐标,再分两种情况讨论:当
4<t<0即点P在AC上方时,过点P作x轴的垂线,用割补法将四边形面积拆分为△PAD与梯形PDOC
的面积之和,代入坐标计算化简得到对应的函数解析式;当0<t<1即点P在AC下方时,将四边形面积拆
分为固定的△AOC与动△OPC的面积之和,代入坐标计算化简得到对应的函数解析式,最后综合写出S关
于的分段函数解析式;②先将4<t<0时的二次函数解析式配方,求出其最大值和取值范围,再根据
0<t<1时一次函数的增减性求出其取值范围,画出分段函数的大致图像,根据不同$值对应的图像交点个
52176
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数,总结出符合条件的点P的个数情况
【详解】(1)解:二次函数y=-x2+bx+c的图象与x轴交于点A(4,0),与y轴交于点C(0,4),
「-16-4b+c=0
.
c=4
「b=-3
1c=4
.该二次函数的解析式为y=-x2-3x+4:
(2)解:A(4,0),C(0,4),
.0A=0C=4,
.∠0AC=∠OCA=45°,
.∠PCA=45°,
∴.∠PC0=90°,
.PC⊥OC,
.OA⊥OC,
.PCIIOA,
如图,
A
B衣
.点P的纵坐标为4,
-x2-3x+4=4,
解得x=0或x=-3,
P(-3,4),
∴.t=-3:
(3)解:①令y=0,则-x2-3x+4=0,
.x=-4或x=1,
53176
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A DO
B
.B(1,0),
.0B=1,
当点P在AC的上方时,即-4<1<0,P(,--3t+4),
过点P作PD⊥OA于点D,如图,
B
则PD=-t2-3t+4,OD=-t,
.AD=OA-OD=4+1,
.S=SPAD+S梯形PDoC
=1AD-PD+1(PD+0C)OD
4+i--3+4+f-3+44x(-)
=-2t2-8t+8;
当点P在AC的下方时,即0<1<1,P(,--31+4),
过点P作PE⊥OC于点E,如图,
则PE=t,
S-S.oe+S.e-O4OC+OCPE
1
1
×4×4+二×4×t
21
2
=2t+8:
「-22-8t+8(-4<t<0)
综上,、关于,的函数解析式为S=
2t+8(0<t<1):
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②当-4<1<0时,S=-2-81+8=-2t+2)}+16,
.-2<0
∴.当t=-2时,S有最大值为l6,
.8<S≤16,
当0<t<1时,S=2t+8,
.8<S<10,
-2t2-8t+8(-4<t<0)
画出函数S=
2t+8(0<t<1)
的大致图象如图:
16
10
由图象可知:当8<S<10时,存在3个符合条件的点P;
当10≤S<16时,存在2个符合条件的点P;
当S=16时,存在1个符合条件的点P.
【点睛】本题中(2)问利用△A0C本身的45°角,将∠PCA=45°转化为PC1y轴,实现角度问题向坐标
问题的转化:(3)问按点P在AC上下方正确分段,用割补法求面积,再通过分析分段函数的取值范围,
结合图像数形结合判断点P的个数,
题型四:二次函数中的角和差等量关系存在性问题
19.(1)y=-x2+2x+3
5v5
BE+PD的最小值为
3)N
1+5-2,
4,
8
17-57.57-21
4,8
【分析】(1)利用待定系数法即可解答:
(2)利用铅锤高,水平宽,得到当△BCP的面积取得最大值时PQ取最大值,即可求得点P;利用轴对称
的性质求得BE+PD的最小值:
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(3)根据平移的性质求得新抛物线的解析式,求得点M的坐标,即可求得an∠N1B
2,再利用求一次
函数与抛物线的交点,即可求得点N的坐标.
【详解】(1)解:抛物线的对称轴是直线x=1,
b
2x可,解得。-2
把B(3,0)代入y=-x2+2x+c,
可得0=-32+2×3+c,解得c=3,
∴.y=-x2+2x+3
(2)解:令0=-x2+2x+3,
解得=山,x2=3,
A(-1,0)
令x=0,可得y=3,
∴.C(0,3)
设直线BC的解析式为y=c+b,
把B(3,0),C(0,3)代入y=+b,
[0=3k+b
可得3=b·
[k=-1
解得b=3’
所以直线BC的解析式为y=-x+3,
如图,过点P作PQly轴,交BC于点,
B
re-(-x)ro
2
当PO最大时,△BCP的面积取得最大值,
设点P6,-2+21+3),则,-1+3),
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P042*3-(3)=f4=+
当1=2时,ABCP的面积取得最大值,
315
此时P八24
如图,将DP向下平移2个单位到EH:使点D与点E重合,作H关于对称轴直线x=1的对称点G,连接
EG,GB
.DP+BE=EG+BE≥BG
据平移可得》
根据对可©》
:.BG=
4
55
即BE+PD的最小值为:
(3)解:OC=OB=3,
∴.∠CB0=45°,
将抛物线沿射线CB的方向平移3√2个单位长度得到抛物线y,即将抛物线向下平移3个单位,向右平移3
个单位,
y--3旷+20-3-3-2+8-15,M33-即M[3引
如图,过点M作MW1y轴,交于点J,设AN与y轴交于点,
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M
4©3D
N
39
w=2
9
∴.CJ=3-
44
tan∠CMW=
2
'∠NAB+∠OCM=90°,
∴∠NAB=∠CMJ,
1
即tan∠NAB=
2,
0-40
1
2
当AN在x轴上方时,
e
设直线AW的解析式为y=kx+b,
把4e10Q时R入,
0=-k+b
可得
2
1
k=
2
解得
1
-2
1
1
所以直线4N的解析式为y=2+2:
1
1
列方程2+2-+8x-15,
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整理得-2x2+15x-31=0,
△=152-4×(-2)×(-31)=-23<0,无解:
当4N在轴下方时,
a
设直线AW的解析式为y=k2x+b,
1
1
同理可得直线AN的解析式为y=一2x一2,
11
列方程2x-2
=-x2+8x-15,
整理得-2x2+17x-29=0,
解得;=17+V57
,七=17-V57
4:
∴.N
17+V57-√57-21
4
8
,N17-557-21)
4
8
20.(1)y=-x2-2x+3
(315
QP24:
Pg+H0的最小值为2
76
3)点N的横坐标为4或23
【分析】(1)利用待定系数法求解:
(2)过点P作PF⊥x轴于点F,交直线AC于点E,先求出直线AC的解析式,设点P的坐标,则可表示
点E的坐标,进而表示出线段PE,利用SPac=SPEA+S,Pc,最后求出其取最大值时点P的坐标;因
QH=1,则PQ+HQ=PQ+1,当PQ最小时,PQ+H0最小,此时PO上y轴,根据点P的坐标求得
PQ+HQ的最小值:
(3)根据A、C两点的坐标得∠CAB=∠ACO=45°,由条件∠NMC+∠CAB=∠MCO得∠NMC=∠MCA,
求出平移后的抛物线解析式及此抛物线与x轴的交点坐标,此时有两种情况:MNI‖AC或直线MN与AC
的交点恰好是以MC为底边的等腰三角形的顶点,由此即可求解.
【详解】(1)解::抛物线过A(-3,0八B(1,0)两点,
∴设抛物线解析式为y=a(c+3)(x-I),
:抛物线过点C(0,3),
.-3a=3,
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即a=-1,
“抛物线解析式为y=-(x+3(x-),即y=-x2-2x+3:
(2)解:如图,过点P作PF⊥x轴于点F,交直线AC于点E,
B
F
图1
设直线AC的解析式为y=ar+b
「-3k+b=0
「k=1
把4、C两点的坐标分别代入得b=3,解得b=3
∴.直线AC的解析式为y=x+3,
设点P的坐标为(m,-m-2m+3),则可表示点E的坐标为(m,m+3),
.PE=-m2-2m+3-(m+3)=-m2-3m,
.A(-3,0)
OA=3,
S.PAC =S.PEA+S.PEC
EAFE-OF
=LPE.OA
=
当PE取得最大值时,△APC取得最大值,
329
.PE=-m2-3m=-
m+2)+4:
“当m=一2时,PE取得最大值,从而△4PC取得最大值,
)
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-3+1
,点Q在y轴上,抛物线的对称轴为直线x=
2=-1,QH11
QH=1.
.PO+HO=PO+1,
当PO最小时,PO+H0最小,此时P№⊥y轴,
·PQ的最小值为2,
六P四+0的最小值为+1=多
3
-2
(3)解:根据A、C两点的坐标知,OA=OC=3,
.∠CAB=∠AC0=45°,CA=3V2
.∠NMC+∠CAB=∠MCO,∠MCO=∠MCA+∠ACO,
.∠NMC=∠MCA,
·抛物线沿射线CA方向平移3V2个单位长度得到新抛物线y,且y=-x2-2x+3=-(x+1)+4,
,那原抛物线向左平移3个单位,向下平移3个单位,
.y=-(x+1+3)+4-3=-(x+4)2+1,
令=-(x+4+1=0,解得x=-3,x,=-5,
:M(5,0),片与x轴的另一个交点为点A,
当点N在MC上方的抛物线上时,则MN‖AC,
设此时MN的解析式为y=x+b,把点M坐标代入得b=5,
即MN的解析式为y=x+5,
令=-(x+4)/+1=x+5,整理得x2+9x+20=0,
解得=4,为3=-5(舍去),
∴.点N的横坐标为4:
当直线MW与AC的交点恰好是以MC为底边的等腰三角形的项点时,此时∠NMC=∠MCA,
设直线MW与AC的交点为D点,如图,设D(m,m+3),
..DC DM.
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.(m-0)2+(m+3-3)2=(m+5)}+(m+3),
17
解得m=
8
(177
即D88
设直线MN的解析式为y=k2x+b2,
7
则有一
司
7
k223
8,解得
5,
-5k2+b2=0
b23
、〉
35
即直线MN的解析式为y=2方x+
23
令=x+4+1Z+,整理得23+191r4380=0,
76
解得=23名=-5(舍去),
76
“点N的横坐标为23,
N
1D
B
图2
76
综上,点N的横坐标为4或
23
21.(1)y=-x2+2x+3
(②)证明:·该二次函数图象经过A(-1,0),
.a-b+c=0
,该二次函数图象的对称轴为直线x=1,
b
:.-2a
l,即6=-2a
∴.a-(-2a)+c=0,即3a+c=0.
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∴.5a+c=(3a+c)+2a=2a
又a<0
∴.5a+c=(3a+c)+2a=2a<0
(3)①P(1,4)或P(2,3):②P的坐标为(2,3)
【分析】(1)利用待定系数法求解即可:
(2)根据抛物线的对称性,结合已知,化简证明即可;
(3)①设P(m,-m+2m+3),D(m,-m+3),根据三角形的相似,分类求解即可:
②过点C作CE∥PB交OB于点E,利用解方程组的方法求解即可;
【详解】(1)解:当a=-1时,y=-x2+br+c.
:该二次函数图象与x轴交于A(-1,0)、B两点,且对称轴为直线x=1,
:1+=1,解得:=3,即B(3,0)
2
将A(-1,0)和B(3,0)代入y=-x2+bx+c得:
[0=-1-b+c
0=-9+3b+c’
b=2
解得:1c=3
∴.当a=-1时,该二次函数的表达式为y=-x2+2x+3.
(2)略
(3)①解::该二次函数图象经过A(-1,0),B(3,0),C(0,3),
∴.二次函数表达式为y=-x2+2x+3
设直线BC的解析式为y=kac+p,
将B(3,O),C(0,3)代入直线BC的解析式得:
[3k+p=0
(p=3
「k=-1
解得p=3’
直线BC表达式为y=-x+3.
又PDIy轴,
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设P(m,-m2+2m+3),D(m,-m+3),
CD=Vm-0}+(-m+3-3}=V2m,PD=yp-yo=-m2+3m.
PD CD
鸟C0C时看Co+3m2n
即3√2
3·
解得:m=0(不符合题意,舍去)或m=1.
P(1,4).
CD PD
√2m-m2+3m
当CPDB0C时,有BCC,即2
=3
解得:m=0(不符合题意,舍去)或m=2.
P(2,3)
②过点C作CE∥PB交OB于点E.
C
.CE∥PB
∴.∠ECB=∠PBC
·∠PBC+∠ACO=45°,∠ECB+∠ACO=45°,
C(0,3).B(3,0).
..OB=OC,
∴.∠BCO=∠CB0=45°
∴.∠ECB+∠ECO=45
.∠ACO=∠ECO」
又':∠A0C=∠EOC=90°,OC=0C,
.△AOC≌△EOC(ASA).
..OA=OE=1
.E(1,0)
设直线CE的解析式为y=mx+n,由点C(O,3),E(1,0)可得:
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k+b=0
[k=-3
b=3,解得:1b=3,
直线CE表达式为y=-3x+3,
.CE∥PB,且B(3,O)
∴同理可得:直线PB表达式为y=-3x+9
:点P在y=-x2+2x+3和y=-3x+9上,
y=-x2+2x+3
y=-3x+9·
「x=2x=3
解得y=3或y=0(不符合题意,舍去)·
∴存在点P,使得∠PBC+∠AC0=45°.P的坐标为(2,3)
535
22.(0顶点D坐标为(亿,-9)点g的坐标为5,0,点c的坐标为(0,-5):@2-4
(211
239或(2,-3)
【分析】(1)①把m=2代入y=x2-2x-2m-1求出抛物线的表达式,然后配方出顶点坐标,再分别令
x=0,y=0求出与坐标轴的交点;
②过点P作P⊥CB,PE⊥x轴,交CB于点E,得到△PQE是等腰直角三角形,那么将PD的最大值转
化为PE的最大值求解即可;
(2)同①可得,C(0,-2m-),B(2m+l,0),A(-l,0),直线CB的解析式为y=x-2m-1,可求点
Dm-(m+1),作点D关于y轴的对称点D(m,-(m+1),有cD=CD.则cB+CD=CB+CD,即
点D,C,B在一条直线上时,CB+CD取得最小值,将点D(m-(m+)代入y=x-2m-1求出m=1,
求出抛物线解析式,取点I(1,0),连接CA,C1,然后证明
∠CBM=∠ACB-2∠ACO=∠ACB-∠ACI=∠ICB
当点M在直线CB下方时,可知CI∥MB;当点M在直线CB上方时,设MB与y轴相交于点N,可得
△BON≌△COI(ASA),则ON=OI=1,再求出直线BM的不等式与抛物线的表达式联立求解即可.
【详解】(1)解:①当m=2时,抛物线解析式为y=x2-4x-5.
由y=x2-4x-5=(x-2-9,知抛物线的顶点D坐标为(2,-9)
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当y=0时,x2-4x-5=0,
解得x=-1,x2=5
∴点B的坐标为(5,0)】
当x=0时,y=-5
∴.点C的坐标为(0,-5)
②过点P作P⊥CB,PE⊥x轴,交CB于点E.
B
C(0,-5)B(5,0)
∴OC=OB=5
∠C0B=90°,
∴∠OCB=∠OBC=45°.
PE⊥x轴,
.PE∥OC
∴.∠PEQ=∠OCB=45°
在Rt△POE中,有∠QPE=45°.
EOPE-04PEQ
2
∴当PE取最大值时,直线I与直线CB之间的距离PQ取得最大值.
设直线BC:y=Gx+b
[5k+b=0
由C(0,-5)B(5,0)得1b=-5,
「k=1
解得b=-5
∴.直线BC的解析式为y=x-5」
.E(t,t-5)」
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,点P在抛物线上,
P6,2-4-5)
p1-56--yf+9=-空
.-1<0,0<t<5
当=时,
心影将发大宁此时点p的坐标无得一》】
(2)解:同①可得,C(0,-2m-l),B(2m+l,0),A(-1,0),直线CB的解析式为y=x-2m-1.
由y=x2-2mx-2m-1=(x-m2-(m+1可知,点D(m-(m+1).
作点D关于y轴的对称点D(m-(m+),有CD=CD.
∴.CB+CD=CB+CD',即点D',C,B在一条直线上时,CB+CD取得最小值,
将点D(m-(m+)代入y=x-2m-1得,-(m+1=-m-2m-1.
解得m=0(舍去),m2=1。
∴抛物线解析式为y-x2-2x-3.
点C(0,-3),B(3,0)」
..OB=OC
取点I1,0),连接CA,CI,
D
由OA=O1=1,可知OC垂直平分A.
..AC=IC
.∠ICO=∠ACO.即∠ACI=2LACO
.∠CBM=∠ACB-2L∠ACO=∠ACB-∠ACI=∠ICB」
当点M在直线CB下方时,可知CI∥MB
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由点C(0,-3),I(1,0),同理可求直线C1的解析式为y=3x-3.
∴.设直线MB的解析式为y=3x+b,
把点B(3,0)代入可解得b=-9.
∴.直线MB的解析式为y=3x-9。
当x2-2x-3=3x-9时,
解得水=3(与点B重合,不合题意舍去),x=2.
∴点M的坐标为(2,-3).
当点M在直线CB上方时,设MB与'轴相交于点V.
B
D
D
由∠OCB=∠OBC=45°,∠CBM=∠ICB,可知∠OCI=∠OBM.
又∠I0C=∠B0N=90°,0B=0C,
.△BON≌△COI(ASA).
∴OW=O1=1.
N(0,-1)
“同理可求直线MB的解析式为背-1,
当-2x-3=-1时
解得x=3(与点B重合,不合题意舍去),=
31
211Y
点M的坐标为9)月
211
综上,满足条件的点M的坐标为行,9)或(2,-3)
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2.0=-+2
(2)V13+2+V37:
③)5+V55或5-V55或1+√7或1-√7:过程见解析
【分析】(1)利用待定系数法求解即可;
②过p作pH∥,轴交4c于H求出直线C的解折式为r+2.设P风-m+2.
则
PH=m-2加,当m:3时取最大值,此时P(34:将CD沿DE方向平移2个单位至CE:此时
C(-2,2),作C(-2,2)关于x的对称点C"(-2,-2),连接PC”,当且仅当P、E、C"三点共线时取得最小
值,即可求解:
(3)根据平移得出新抛物线y的解析式,分两种情况讨论:①当PK与x轴的交点在负半轴时,设交点为
M;②当PK与x轴的交点在正半轴时,设交点为N,利用相似三角形求出M、N的坐标,再求出抛物
线与直线的交点的横坐标,即可得解,
【详解】(1)解:抛物线经过(-6,0)与(-2,4),
a=-
3
[0=36a-6b+2,解得
5
b=
4=4a-2b+2
3
1
抛物线表达式为:y=-。x2-号x+2:
3
3
(2)解:如图,过P作PH∥y轴交AC于H,
D
DO B
5
令x=0,则y=-
x2_
x+2=2,
3
3
.C(0,2)
SAue=Sm+Scm-PH.0A-3PH
2
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PH越大,SAc越大,
设直线AC的解析式为y=ac+b(k≠0),
「2=b
,解得
3
:.0=-6k+b
b=2
1
:直线4C的解析式为y=x+2,
3
设P-m+2小则mm+26<m<0.
<0,开口朝下,
3
当m
-力=3时取最大值,此时P(-3,4):
2a
将CD沿DE方向平移2个单位至CE,此时C(-2,2),作C'(-2,2)关于x的对称点C"(-2,-2),连接PC",
∴.CD=C'E=EC,
.PE+CD=PE+EC"≥PC",
:.C四边形EDC=PC+ED+PE+CD≥PC+ED+PC"
当且仅当P、E、C”三点共线时取得最小值,
:PC"=[(-3)-(-2)]+[4-((-2)]=37,PC=V3-0+(4-2}=3,
∴四边形PCDE周长的最小值为V3+2+V37;
将抛物线y=ar2+br+2沿射线AC方向平移V0个单位长度得到抛物线y',
抛物线y=ax+br+2向右平移3个单位长度,向上平移1个单位长度得到抛物线y,
物能,的防式为=〔小侣1=-倍
解得:x=-6,2=1,
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.B(1,0)」
①当PK与x轴的交点在负半轴时,设交点为M,此时∠BPM=∠KPB,过点P作PO⊥x轴于点2,
y
由(2)可知,P(-3,4).
..PO=BO=4
.∠BPQ=∠PBA=45°
∠PMQ=LBPM+45°,
:∠AC0=∠KPB+45°,
∴.∠PMQ=∠ACO
又:∠PgM=∠A0C=90°,
∴.△PQMr△AOC.
MO PO
BC OA
.MQ_4
26
0
w(0:
设直线PM的解析式为y=cxr+d(c≠O),
-3c+d=4
d=0解:
c=-3
d=-5
·直线PM的解析式为,y=-3x-5,
联立
=
y=-3x-5
解得:x=5+V55或x=5-V55:
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②当PK与x轴的交点在正半轴时,设交点为N,此时∠BPN=∠KPB,过点P作P2Lx轴于点Q,
VA
A
B
同理可证,△WPQ∽△AC0
NO PO
OAOC’
.NO 4
62'
∴.NQ=12.
.N(9,0).
:直线Pw的解析式为y=
3+3,
岛
联立
1
y=-3x+3
解得:x=1+V7或x=1-V7:
综上所述,点K的横坐标为5+V55或5-V55或1+V7或1-V万.
24.(1)y=x2-4x+3
(2)32+V10
(3)解:E(4,3),B(3,0),
∴EB=V10
.将抛物线沿射线EB方向平移V10个单位,即向左平移1个单位,向下平移3个单位,
.新抛物线y=(x-2+1)2-1-3=(x-1)2-4,
将x=0代入得y'=-3,
.G(0,-3)」
∴.OG=OP=OC=3,
①当点M在PG上方时,如图,设抛物线y交x轴的负半轴于点N,
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将y=0代入y=(x-1)2-4得(x-1)2=4,
解得x=-1或x=3,
∴,抛物线y与x轴负半轴交于点N(-l,0),
.ON=OA=1,
在△OAC和△ONG中,
OA=ON
∠AOC=∠NOG.
OC=OG
.△OAC≌aONG(SAS).
.∠OCA=∠OGN.
.OG=OP=3,∠P0G=90°,
∴.aOPG是等腰直角三角形,
∴.∠OGP=∠0PG=45°,
.∠PGN=∠OGN+∠OGP=∠OCA+45°,
.点(-l,0)满足条件,即M(-1,0),
②当点M在PG下方时,
作点N关于PG的对称点N',连接GN',
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A
由对称性得PN=PN'=4,∠N'PG=∠OPG=45°,
由对称性知PG垂直平分N',由对称可知,△PGN≌△PGN
.∠PGW'=∠PGN=∠OCA+45°,
故射线GW'上(除G外)任意一点M均满足
.∠N'PO=LOPG+∠NPG=90°,
N'(3,-4),
设直线GN'的表达式为y=k2x+b2,
b2=-3
将G0,-3'N6,4代入得3k+b,=4
1
k2=-
解得:
3
b2=-3
:直线GN的表达式为y=-了-3,
y=-x-3
联立
3
y=(x-1)2-4
5
X=
3
解得〔x=0或
32
y=-3y=-
9
532
M,39
532
综上,符合条件的点M的坐标为(-1,0)或3,-9)
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7532
点M的坐标为(-1,0)或3,9
【分析】(1)已知抛物线顶点D(2,-少,利用顶点式直接写出解析式,再验证过点4,0)
(2)先由抛物线解析式求出对称点E的坐标和直线DE的表达式,设P的横坐标为参数,表示PH的长度
并求最大值,确定P的位置;再利用轴对称将军饮马模型求PF+FE的最小值.
(3)根据平移向量求出新抛物线表达式,确定G点坐标;通过构造全等三角形和等腰直角三角形,将角
度条件∠PGM-45°=∠OCA转化为∠PGM=∠OCA+45°;先利用对称性找出一个满足条件的点N,再作
对称点求出直线与抛物线的另一交点。
【详解】(1)解::抛物线顶点为D(2,-),
,设抛物线解析式为y=a(x-2)2-1,
又,抛物线过点A(L,0),
.0=a1-2}-1,
解得:a=1,
.y=(x-2)2-1=x2-4x+3
(2)解:由y=x2-4x+3得C(0,3),对称轴为直线x=2,
,点C与点E关于对称轴对称,
.E(4,3)
设直线DE的表达式为y=c+b
[2k+b=-1
将D2,-)'E4,3)代入得4k+b=3’
k=2
解得:1b=-5
直线DE的表达式为y=2x-5」
设P(x,x2-4x+3),过P作y轴的垂线交DE于H,
则H的纵坐标为x2-4x+3,
代入y=2r-5得,=-4+8
2
m8-
∴.当x=3时,PH最大,此时P3,O),
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·EP=V(4-3)2+(3-0)2=10,
作点P(3,0)关于直线x=2的对称点P'(1,0),
F在对称轴x=2上,
.PF=P'F,
.△PFE的周长=PF+FE+EP=P'F+FE+10≥P'E+10,
:P'E=V(4-12+(3-0}=32,
∴,△PFE周长的最小值为3V2+10」
(3)略
76176
专题06 二次函数中的角度存在性问题的四种模型
题型一 二次函数中的等角存在性问题
题型二 二次函数中的倍角存在性问题
题型三 二次函数中的特殊角存在性问题
题型四 二次函数中的角和差等量关系存在性问题
题型一:二次函数中的等角存在性问题
1.(23-24九年级下·湖南湘潭·自主招生)在平面直角坐标系中,O为坐标原点,抛物线 与x轴交于两点,与y轴交于点 C,连接.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点 D为抛物线上一点且在x轴上方,满足,求D点坐标;
(3)点 M为线段上一动点(不与B,C重合),过点M作轴于点 P,交抛物线于点N.如图2,在抛物线上找一点Q,连接,使得与的面积相等,求线段长度的最小值,并写出此时Q点坐标.
【答案】(1)
(2)
(3)最小值为1,或
【分析】(1)把,点分别代入解析式,计算即可.
(2)取点,先证明,再计算直线的解析式,联立抛物线的解析式构造一元二次方程,解答即可.
(3)确定直线的解析式为:,设,则,,则,,设,则点Q到直线的距离为,利用三角形面积相等,构造二次函数求值计算即可.
【详解】(1)解:把,点分别代入解析式,得
得,
解得,
故抛物线的解析式为.
(2)解:取点,作直线交抛物线于点D,
∵抛物线,
∴,
∵,点,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴点在直线上,
设直线的解析式为,
∴,
解得,
故直线的解析式为.
根据题意,得,
解得(舍去),
当时,,
故.
(3)解:设直线的解析式为,
将,代入直线的解析式得:
,
解得,
∴直线的解析式为:,
设,则,,
∴,,,
设,
则点Q到直线的距离为,
∵与的面积相等,,
∴
解得;
故点Q到直线的距离为1;
∴,
∴或,
当时,
则,
又,
∴
,
令,
∵,
∴函数p有最小值,且当时,p取得最小值1,此时的值最小为1;
此时,,Q点坐标.
当时,
则,
又,
∴
,
令,
∵,
∴函数p有最小值,且当时,p取得最小值1,此时的值最小为1;
此时,,Q点坐标.
综上所述:线段长度的最小值为1,或
2.(2026·宁夏固原·三模)如图1,在平面直角坐标系中,抛物线与轴交于,两点,与轴交于点.
(1)求该抛物线的解析式;
(2)若点是抛物线上位于第一象限的动点,当时,求此时点的坐标;
(3)如图2,将原抛物线水平向右平移,使点落在点处,点是原抛物线对称轴上任意一点,在平移后的新抛物线上确定一点,使得以点、、、为顶点的四边形为平行四边形,求出所有符合条件的点的坐标.
【答案】(1)
(2)
(3)或或
【分析】
(1)将,代入,解方程组即可;
(2)设,则,,确定,根据得,继而得到,求解即可;
(3)由得原抛物线对称轴是直线,根据将原抛物线水平向右平移,使点落在点处,可得原抛物线水平向右平移了个单位,平移后的抛物线是,设,,分三种情况:①以、为对角线,则的中点即是中点;②以、为对角线,则的中点即是中点;③以、为对角线,则的中点即是中点;分别画图求解即可.
【详解】(1)
解:∵抛物线与轴交于,两点,
∴,
解得:,
∴抛物线的解析式为;
(2)
解:如图,设,
∵点是抛物线上位于第一象限的动点,
∴,,
∵抛物线与轴交于点,
当时,,
∴,
∵,
∴,
∴,
解得:或(不符合题意,舍去),
∴;
(3)
解:∵原抛物线的解析式为,,,
∴原抛物线的对称轴是直线,
∵将原抛物线水平向右平移,使点落在点处,
∴原抛物线水平向右平移了个单位,
∴平移后的抛物线是,
设,,
①以、为对角线,则的中点即是中点,如图,
∴,
解得:,
此时点的坐标为;
②以、为对角线,则的中点即是中点,如图,
∴,
解得:,
此时点的坐标为;
③以、为对角线,则的中点即是中点,如图,
∴,
解得:,
此时点的坐标为;
综上所述,点的坐标为或或.
3.(2026·海南三亚·模拟预测)如图,抛物线经过点和点,与轴交于点.
(1)求该抛物线的函数表达式;
(2)点P是抛物线上的动点,且位于轴的左侧.
①当点为抛物线顶点时,求四边形的面积;
②连接、,当时,求点的坐标.
(3)将抛物线的图象向右平移个单位长度后,当,且该函数的最大值与最小值的差为1时,请直接写出的值.
【答案】(1)
(2)① ;② 或
(3)
【分析】(1)因为已知抛物线经过和两个点,所以将两点坐标代入抛物线表达式,求解b和c,即可得到抛物线解析式.
(2)① 先求抛物线与x轴交点A的坐标,再将抛物线解析式配方得到顶点P的坐标;因为四边形是不规则四边形,所以可通过拆分为梯形和三角形,代入长度计算面积.② 先计算的度数,因为,设直线交轴于,所以,分两种情况:点在轴上方和点在轴下方,分别求出的直线方程,联立抛物线方程求解,再根据在y轴左侧筛选坐标.
(3)先写出抛物线向右平移n个单位后的解析式,确定其对称轴;因为区间的最值与对称轴和该区间的位置关系有关,所以分对称轴在区间左侧、区间内、区间右侧三种情况,分别求出对应最大值和最小值,根据差值为1列方程求解.
【详解】(1)把 、代入 ,
当 时,;
代入 :,得 .
因此抛物线的表达式为:;
(2)①抛物线,
顶点 ,
令 得 ,为原点 .
过 作 轴于,
,
,
;
②,
,
,
.
设直线交轴于,
,分两种情况:
如图,点在轴上方:
,
设直线解析式为 ,
把点代入得,,解得,
直线解析式为 ,
联立抛物线: ,整理得 ,
解得 (点,舍去),,
代入,得 ,
.
如图,点在轴下方:
,同理可得直线解析式为 ,
联立抛物线: ,整理得 ,
解得 (点,舍去),,
代入,得 ,
.
点坐标为 或 .
(3)抛物线向右平移个单位后,解析式为 ,
对称轴为直线 ,开口向下,
在分情况讨论区间 :
情况1:对称轴在的左侧,即,解得;
此时在上抛物线y随x的增大而减小,
当时,y取最大值:,
当时,y取最小值:,
根据题意最大值与最小值的差为,
解得与的前提矛盾,舍去,此情况无解.
情况2:对称轴在的左半部分,即,解得,
此时顶点在内,开口向下,因此最大值为顶点纵坐标;
对称轴,离对称轴更远,因此最小值在处取得:,
,
解得或(超出范围,舍去),
符合条件的解.
情况3:对称轴在的右半部分,即,解得,
顶点仍在内,最大值; 对称轴,离对称轴更远,
因此最小值在处取得:,
,
解得或,(均不满足)
情况4:对称轴在的右侧,即,解得,
此时在上抛物线y随x的增大而增大,
最大值在处,最小值在处,
解得 与的前提矛盾,舍去,此情况无解.
.
4.(2026·黑龙江绥化·三模)如图①,抛物线与轴交于点,与轴交于点,直线与轴交于点,交轴于点,已知点.
(1)求抛物线的函数解析式;
(2)如图②,若点是直线上方抛物线上的一个动点,当点到直线的距离最大时,求点的坐标和最大距离;
(3)直线上是否存在点,使得,若存在,请直接写出点坐标.若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)点到直线的距离最大为,
(3)点的坐标为,
【分析】(1)利用待定系数法计算即可得出结果;
(2)先证明为等腰直角三角形,得出,作轴交于点,设,则,表示出,作于,则为等腰直角三角形,得出,当最大时,的值最大,即点到直线的距离最大,结合二次函数的性质计算即可得出结果;
(3)求出,直线的解析式为,分两种情况:当点在的下方时,当点在的上方时,作轴于,分别计算即可得出结果.
【详解】(1)解:将,代入抛物线可得:
,
解得:,
∴抛物线的解析式为;
(2)解:联立,
解得或,
∴抛物线与直线的另一个交点坐标为,
在直线中,令,则,
∴,即,
∴,
∴为等腰直角三角形,
∴,
如图,作轴交于点,
设,则,
∴,
作于,
∵轴,
∴,
∴为等腰直角三角形,
∴,
∴当最大时,的值最大,即点到直线的距离最大,
∵,且,
∴当时,的值最大,为,
∴点到直线的距离最大为,此时,即;
∴点到直线的距离最大为,;
(3)解:在中,令,则,
解得:,,
∴,
设直线的解析式为,
将,代入可得,
解得:,
∴直线的解析式为,
如图:当点在的下方时,
∵,
∴,
∴设直线的解析式为,
将代入可得,
解得:,
∴直线的解析式为,
联立,
解得:,
此时点的坐标为;
如图:当点在的上方时,作轴于,
∵,,
∴,,
∴,
设,则,,
∵,
∴,
∴,
解得:(不符合题意,舍去),
综上所述,点的坐标为.
5.(25-26九年级下·湖北武汉·阶段检测)如图,在平面直角坐标系中,抛物线经过点,与轴交于,两点,与轴交于点.
(1)直接写出的值和,两点的坐标;
(2)如图(1),点是抛物线上一点,且满足,求点的坐标;
(3)如图(2),点,是抛物线对称轴上两点,直线,分别交抛物线于点,,设点,的纵坐标分别为,,,求点到直线的距离的最大值.
【答案】(1),,
(2)或
(3)
【分析】(1)将代入求出,得到抛物线,然后令求出,;
(2)根据题意分两种情况讨论:点E在x轴上方和点E在x轴下方,然后分别求出所在直线表达式,然后和抛物线联立求解即可;
(3)首先得到,,可得所在直线的表达式为,所在直线的表达式为,然后分别于抛物线联立求出,,然后结合表示出所在直线表达式,设,得到,然后求出所在直线过定点,进而求解即可.
【详解】(1)解:将代入得,
解得
∴抛物线
∴当时,
解得或
∴,;
(2)解:如图,当点E在x轴上方时,设与y轴交于点F,
∵抛物线
∴当时,
∴,即
∵,
∴,
∵,
∴
∴
∴
∴所在直线表达式为
与抛物线联立得,
解得或
∴将代入得,
∴;
如图,当点E在x轴下方时,设与y轴交于点F,
同理可得,所在直线表达式为
与抛物线联立得,
解得或
∴将代入得,
∴;
综上所述,点的坐标为或;
(3)解:∵
∴抛物线对称轴为直线
∵设点,的纵坐标分别为,,
∴,
∵
∴可得所在直线的表达式为,所在直线的表达式为,
∴联立和得,
整理得,
∴,即
∴
将代入得,
∴
同理可得,
∴可得所在直线表达式为
∵
∴所在直线表达式为
设
∴
∴当时,即时,
∴所在直线过定点
∵是定点
∴当时,点到直线的距离取得最大值
∵
∴点到直线的距离的最大值为.
6.(2026九年级下·福建泉州·专题练习)如图1,在平面直角坐标系中,抛物线的顶点为且图象经过点,与轴交于点.
(1)求抛物线的表达式;
(2)如图2,连接,,若抛物线上存在点,满足,求点的坐标.
【答案】(1)
(2)点的坐标为或.
【分析】(1)将点和点坐标代入求解即可;
(2)分两种情况讨论,当点E在上方的抛物线上,当点E在下方的抛物线上,画出图形,根据∠分情况求解即可.
【详解】(1)解:由条件可得,
解得,
抛物线;
(2)解:当点E在上方的抛物线上,如图,
当时,,
则,
设直线表达式为,则由题意得:
,
解得:
∴直线表达式为,
由条件可知,
设直线的解析式为,
将点的坐标代入得:,
直线的解析式为,
联立,
解得:(舍去)或,
∴点的坐标为;
当点E在下方的抛物线上,如图,设交于点G,
由条件可知,
设,则,
解得,
则,
设直线的解析式为,
则,
解得,
∴直线的解析式为,联立,
解得(舍去)或,
∴点的坐标为;
综上,点的坐标为或.
题型二:二次函数中的倍角存在性问题
7.(2024·山东淄博·二模)如图,抛物线交x轴于、两点,交y轴于点C,连接.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点P是抛物线上一点,设P点的横坐标为m.
①当点P在第一象限时,过点P作轴,交BC于点D,过点D作轴,垂足为E,连接,当和相似时,求点P的坐标;
②请直接写出使的点P的坐标.
【答案】(1)
(2)①点的坐标为或;②点的坐标为或.
【分析】(1)将、两点坐标代入抛物线,列出关于a和b的方程组求解即可;(2)①设,由点和点可得的表达式,分两种情况:当时和当时根据相似三角形的性质求解即可;
②如图,过点B作的角平分线分别交y轴、抛物线于点M、P,在x轴的下方作,设点M的坐标为,求出点M的坐标,得出直线的解析式,联立方程,求出点P的坐标,同理可得点.
【详解】(1)解:将、两点坐标代入抛物线解析式,
可得,解得,
∴抛物线的解析式为;
(2)①设,
由点和点可得的表达式:,
则,
,
轴,轴,
,
(Ⅰ)当时,,
则,
,
;
(Ⅱ)当时,
,
则,
,
,
∴当与相似时,点的坐标为或;
②如图,过点B作的角平分线分别交y轴、抛物线于点M、P,过作交于,在x轴的下方作,设点M的坐标为,
∵,
∴,
∵平分,
∴,
∴,
即,
解得,
∴点M的坐标为,
∴直线的解析式为,
联立,
解得或,
∴点P的坐标为,
由作图可知,M与点N关于x轴对称,
∴点N的坐标为,
同理可得点的坐标为,
综上点P的坐标为或.
8.(2026·黑龙江齐齐哈尔·二模)综合与探究
如图,抛物线经过点和点,与x轴的另一个交点为A,连接、.
(1)求抛物线的解析式及点A的坐标;
(2)如图1,点D是线段的中点,连接,若点E在y轴上,使得是以为斜边的直角三角形,则点E的坐标为________________.
(3)点P是直线上方抛物线上的一动点,过点P作轴,分别交、x轴于点M、N.
①如图2,当时,请求出满足条件的点P的横坐标.
②如图3,连接,将绕点O按顺时针方向旋转得到,连接,线段长度的最小值为________________.
【答案】(1);
(2)或
(3)①;②
【分析】(1)将点和点代入抛物线解析式求出抛物线解析式,再令,求出点坐标;
(2)设,是以为斜边的直角三角形,可得,利用勾股定理分别表示出,,,建立方程求解即可;
(3)①过点作,交于点,先求出直线解析式,设,则,利用,,可证明,得出,从而得出点的纵坐标为,由点的纵坐标为,建立方程求解即可;②设,则,过点作轴,垂足为,证明,得出,求出旋转后的点坐标,得出点的轨迹是直线上在之间的一段线段,由垂线段最短可知,当时,长度取最小值,利用三角形面积求出长度即可.
【详解】(1)解:点和点代入抛物线解析式得:
,解得:,
∴抛物线解析式为,
令,得:,解得:或,
∴.
(2)解:由(1)得:,,,如图所示:
∵点D是线段的中点,
∴,即,
∵点E在y轴上,
∴设,
∵,,,
∴,,,
∵是以为斜边的直角三角形,
∴,即,整理得:,解得:或,
∴点E的坐标为或.
(3)解:①如图所示,过点作,交于点,
∵点P是直线上方抛物线上的一动点,抛物线解析式为,
∴设,,
设直线解析式为,将,代入得:
,解得:,
∴直线解析式为,
∵轴,交于点M,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,即,
∴,
∵轴,,
∴,即,
又∵,
∴,
∴,
∵点的纵坐标为,
又∵点的纵坐标与点的纵坐标相等,
∴,解得:或(舍去),
∴满足条件的点P的横坐标即为;
②依然可设,,
由①得:直线解析式为,,
过点作轴,垂足为,
∵将绕点O按顺时针方向旋转得到,
∴,
∴,,
∴,
在与中
∴,
∴,
∵,
∴,,
∴,
∴点的坐标为,
令,,即,消去得:,
∴点的坐标满足解析式,
∵,
∴,即,
∴点的轨迹是直线上在之间的一段线段,
设直线与轴交于点,与轴交于点,
在中,令,得:;令,得:,
∴,,
∴点的轨迹即是线段,
连接,过点作,
∴当时,长度取最小值,最小值为的长度,
∵,,,
∴,,,
∵,
∴,解得:,
∴长度的最小值为.
9.(2026·山东烟台·一模)如图,抛物线与轴相交于点和点,与轴相交于点,作直线.
(1)求抛物线的表达式;
(2)若在直线上方的抛物线上有一动点,连接交直线于点,若,求点的坐标;
(3)若在直线上存在一点,使,求点的坐标.
【答案】(1)
(2)或
(3)
【分析】(1)把,分别代入抛物线,确定解析式即可;
(2)确定直线的解析式为:,设,确定直线的解析式为,得到点D的横坐标为,根据题意,得,解答即可.
(3) 作点关于y轴的对称点M,根据题意,得,,
故,过点A作,交于点,,
解答即可.
【详解】(1)解:把,分别代入抛物线,得
解得,
抛物线的解析式为.
(2)解:根据抛物线的解析式为,
令,得,
解得,
∴,
设直线的解析式为,
∴,
解得,
∴直线的解析式为:,
设,
设直线的解析式为,
根据题意,得,
解得,
故直线的解析式为,
根据题意,得,
解得,
故点D的横坐标为,
∵,
∴,
∴,
∴,
整理,得,
解得,
故或.
(3)解:作点关于y轴的对称点M,
根据题意,得,,
故,
过点A作,交于点,
∴,
∴,
设直线的解析式为,将代入解析式,
得:,
解得,
∴直线的解析式为:,
设直线的解析式为,
∴ ,
解得,
∴直线的解析式为:,
∴,
解得,
故;
10.(2026·四川南充·二模)已知抛物线与轴交于,两点,与轴交于点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图,点为抛物线上第二象限内一点,若,求点的坐标;
(3)如图,经过点的直线分别与抛物线在第二、三象限交于,两点,连接、,分别交轴于、两点.探究是否为定值?若是,请求出该定值;若不是,请说明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)是定值,该定值为.理由见解析
【分析】(1)将点,代入得到关于、的二元一次方程组,求解后可得答案;
(2)确定,得,,,如图,延长交于点,过点作轴于点,设,继而得到,,,根据等腰三角形的性质及三角形外角的性质得,证明得,得,解得或(不符合题意,舍去),可得答案;
(3)如图,过点作轴于点,过点作轴于点,设,,得,,,,,,联立得,继而得到,,证明,得,,继而得到,代入数据化简即可.
【详解】(1)解:∵抛物线过点,,
∴,
解得:,
∴抛物线的解析式为;
(2)解:∵抛物线与轴交于,两点,
当时,,
解得:或,
∴,
又∵,,
∴,,,
如图,延长交于点,过点作轴于点,设,
∴,,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵轴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,即,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
解得:或(不符合题意,舍去),
∴,
∴;
(3)解:是定值,该定值为.理由如下:
∵直线经过点,
∴,
∴,
∴直线为.
如图,过点作轴于点,过点作轴于点,设,,
∴,,,,
∴,,,,
∴,,
∵直线与抛物线在第二、三象限交于,两点,
∴,
整理得:,
∴,,
∵,;,,
∴,,
∴,,
∴,,
∴
,
∴是定值,该定值为.
11.(2026·江苏苏州·一模)如图,抛物线与x轴相交于A、B两点(点A在点B左侧),与y轴相交于点,对称轴为直线.
(1)求该抛物线的函数表达式;
(2)若点P在直线BC上,且,求点P的坐标.
【答案】(1);
(2).
【分析】(1)根据对称轴求出b的值,再由C点坐标求出c的值即可求解;
(2)设对称轴与直线的交点为M,连接,推导出,求出,设,列出方程求解即可.
【详解】(1)解:∵抛物线的对称轴为直线,
∴,
∵与y轴相交于点,
∴,
∴;
(2)解:设对称轴与直线的交点为M,连接,则,
当时,解得或,
∴,,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
设直线的解析式为,把代入得:,
解得,
∴,
∴,
设,
∴,
解得,
∴.
12.(25-26九年级上·江苏无锡·阶段检测)如图,一条抛物线与轴相交于,两点,与轴相交于点,顶点是点.
(1)求抛物线对应的函数表达式
(2)点是抛物线上的点,当时,请直接写出满足条件的点坐标;
(3)将抛物线向左平移1个单位,向下平移3个单位得到一条新抛物线,它的顶点为.直线过点,且与抛物线交于点、.轴于点、轴于点,求证:.
【答案】(1)
(2)或
(3)证明见解析
【分析】(1)利用待定系数法求出抛物线对应的函数表达式即可
(2)作的中垂线交轴于点E,连接,则,进而得到,设,则,在中,由勾股定理得,解出的值,设直线的解析式为,利用待定系数法求出直线的解析式,过点A作,交轴于点,交抛物线于点,则,设直线的解析式为,利用待定系数法求出直线的解析式,与抛物线解析式联立,求出点P的坐标;作点关于轴的对称点,连接,同理求出点P的坐标;
(3)易得到平移后新的抛物线解析式为,设过点的直线的解析式为,与新抛物线解析式联立得到,设交点、,根据韦达定理可得、,进而得到、,据此计算与的值是否相等即可.
【详解】(1)解:将,两点代入得:
,
解得,
因此,抛物线对应的函数表达式为;
(2)解:由(1)知抛物线表达式为,
当时,,
则,
作的中垂线交轴于点E,连接,则,
,
,
、,
、,
设,则,
在中,由勾股定理得:,
解得,
,
设直线的解析式为,
将代入得:,
解得,
直线的解析式为,
过点A作,交轴于点,交抛物线于点,则,
设直线的解析式为,
将代入得:,
解得,
直线的解析式为,
联立,
解得或,
;
将代入得:,
,
作点关于轴的对称点,连接,
、,
设直线的表达式为,
将和代入得:
,
解得,
直线的表达式为,
联立,
解得或,
,
综上所述,点P的坐标为或;
(3)证明:由(1)知抛物线,
平移后新的抛物线解析式为,
顶点,即,
设过点的直线的解析式为,
联立,
整理得,
设交点、,
由韦达定理得、,
,
轴于点、轴于点,且、,
、,
,
.
【点睛】本题考查二次函数与一次函数的综合、轴对称的性质、等腰三角形的性质、勾股定理,熟练掌握二次函数与一次函数的图像性质,数形结合的思想方法的运用是解题的关键.
题型三:二次函数中的特殊角存在性问题
13.(2026·宁夏银川·三模)如图,在平面直角坐标系中,抛物线( )经过点、两点,与轴交于A、B两点.
(1)求该抛物线的表达式并写出B点坐标;
(2)在抛物线上是否存在点,使得,若存在,求出P点坐标:若不存在,说明理由;
(3)将抛物线沿x轴向左平移n()个单位长度,若平移后的抛物线与直线 相切(只有一个交点),求n的值.
【答案】(1),
(2)存在,或
(3)
【分析】(1)用待定系数法即可求解.
(2)先假设存在,设出其横坐标,利用等角对等边得出其纵坐标,再代入解析式即可求解.
(3)利用只有一个交点,联立解析式,令即可求解.
【详解】(1)解:∵抛物线( )经过点、两点,
∴,
∴,
∴,
∵抛物线关于y轴对称,
∴.
(2)解:存在,或;
理由:假设存在点,设其横坐标为t,连接,过P点作x轴于点D,
∵,
∴,
∴,
如图,当P点在x轴上方时,
∴,
代入中得,
解得或(与A点重合,舍去),
∴,
∴.
如图,当P点在x轴下方时,
∴,
代入中得,
解得或(与A点重合,舍去),
∴,
∴.
(3)解:将抛物线沿x轴向左平移n()个单位长度,平移后的抛物线解析式为,
令,
∴,
∵平移后的抛物线与直线 相切,
∴,
∴.
14.(2026·广西南宁·三模)在平面直角坐标系中,抛物线与 轴交于 、两点(点在点左侧),与 轴交于点.直线经过、两点.
(1)求点、的坐标,并求直线的函数解析式(用含的代数式表示);
(2)当时,若自变量 满足时,函数 的最大值与最小值之差为5,求的值;
(3)设线段的中点为,点在抛物线上,且 ,若满足条件的点 恰好有2个,直接写出的取值范围.
【答案】(1),当或时,,直线的解析式为 ;当时, ,直线的解析式为
(2)
(3)或或或
【分析】令,因式分解得,再分情况得到点及直线的解析式;
分、、、四种情况,结合抛物线的性质求即可;
分、、且、,结合函数图象进行判断求解即可.
【详解】(1)解:令,,则,
令,则,即,
解得,
所以当或时,,直线的解析式为 ;
当时, ,直线的解析式为;
(2)解:,对称轴为,
当时,,则时,随 的增大而减小,
则时,取得最大值,最大值为,
时,取得最小值,最小值为,
,解得(舍去);
当时,,则时,随 的增大而增大,
则时,取得最小值,最小值为,
时,取得最大值,最大值为,
,解得(舍去);
当,,则离对称轴更远,
则时,取得最大值,最大值为,
时,取得最小值,最小值为,
,即,
解得(舍去),(舍去);
当,,则离对称轴更远,
则时,取得最大值,最大值为,
时,取得最小值,最小值为,
,即,
解得或(舍去);
综上;
(3)解:由(1)知时,,,
则为等腰直角三角形,,
又,
所以或,
即直线的解析式为,与抛物线有两个交点,此时有一个点符合题意,
直线的解析式为,与抛物线只有一个交点,此时有一个点符合题意,
即时,符合题意;
时,,则,如图点再开口的内部,
当时,这样的直线有两条,每条与抛物线有两个交点,其中一个符合题意,
则恰有2个点使得,
所以时,符合题意;
且时,同理恰有2个点使得,符合题意;
时,,,
与夹角为的直线有两条,或,
时,此时,不符合题意,
时,与抛物线有两个交点,其中一个能使,
故此时,满足题意的点只有1个,不符合题意;
综上或或或.
15.(2026九年级下·天津红桥·学业考试)已知抛物线(b,c为常数)与x轴相交于,B两点,与y轴相交于点.M为x轴下方抛物线上横坐标为m的点,连接.
(1)求该抛物线的解析式和点B的坐标;
(2)当时,求m的值;
(3)过点作轴的平行线与抛物线相交于点,过点作轴的平行线与直线相交于点,若,求m的值.
【答案】(1)抛物线解析式为,点B的坐标为
(2)
(3)的值为或
【分析】(1)用待定系数法,代入已知点A、C的坐标求出抛物线系数,再令求出与x轴交点B的坐标.
(2) 构造等腰直角三角形,利用全等三角形得到直线上一点的坐标,求出直线解析式后联立抛物线方程,结合在轴下方的条件得到的值.
(3)利用抛物线对称性得到的长度表达式,求出直线BC解析式后得到的长度表达式,根据列方程,结合的位置分类讨论得到的值.
【详解】(1)解∶由过点和可得:
.
解得.
∴抛物线解析式为.
令,得. 解得.
∴点B的坐标为.
(2)解:如图1,过点C作交直线于点D,过D作轴于点H.
∵,
∴为等腰直角三角形,.
∵,,
∴.
又∵,
∴.
∴,.
∵坐标为, ∴D点坐标为.
设直线的解析式为,代入和得
解得
即直线解析式为.
联立直线与抛物线方程得: .
解得, .
∴.
(3)解:如图2,抛物线的对称轴为直线.
∵平行x轴,M,P都在抛物线上,
∴M,P关于对称轴对称.
∵M横坐标为,∴P横坐标为.
∴.
设直线解析式为,代入,得
解得
∴直线BC解析式为.
∵平行轴,在上,横坐标为,
∴纵坐标为,纵坐标为.
∴.
∵在轴下方,
∴或,此时, 所以.
∵,
∴.
分两种情况讨论:
①当时,,方程化为, 解得,∵,∴.
②当时,,方程化为, 解得,∵,∴.
综上,的值为或.
16.(2023·新疆乌鲁木齐·模拟预测)如图所示.抛物线经过点和点.
(1)求抛物线解析式和顶点D的坐标;
(2)若直线与抛物线交于点A,C,点P在抛物线上,过点P作x轴的垂线,交直线于E,抛物线的对称轴与直线交于F.
①设点P的横坐标为m,当以点P,D,E,F为顶点的四边形是平行四边形时,求m的值;
②在直线上方的抛物线上是否存在点P,满足,若存在,求出点P的坐标,若不存在,请说明理由.
【答案】(1)抛物线解析式为,顶点;
(2)①或或;②存在,.
【分析】(1)把和点代入求解即可;
(2)①先求出,,则,由P的横坐标为m可知,,即,根据平行四边形的判定定理可知当时,以点P,D,E,F为顶点的四边形是平行四边形,即,求解即可;
②过A作交延长线于K,过K作轴于T,过C作轴于R,可知是等腰直角三角形,证明,得到,进而得到,求出直线解析式为,求解即可.
【详解】(1)解:把和点代入得:
,
解得,
∴抛物线解析式为,
∵,
∴顶点;
(2)解:①如图:
由得或,
∴,
由(1)知,对称轴为直线,
在中,令得,
∴,
∴,
∵P的横坐标为m,
∴,,
∴,
∵,
∴当时,以点P,D,E,F为顶点的四边形是平行四边形,
即,
解得或(与D重合,舍去)或或;
∴或或;
②在直线上方的抛物线上存在点P,满足,.
过A作交延长线于K,过K作轴于T,过C作轴于R,如图:
是等腰直角三角形,
∵,,
∴,,
∴,
设直线解析式为,
由,得,
解得:,
∴直线解析式为,
解得或,
∴.
17.(2026·四川成都·二模)如图,在平面直角坐标系中,抛物线:与x轴的左右两个交点分别为点和点B,与y轴交于点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)在第一象限内抛物线上取点D,使,求点D的坐标;
(3)若抛物线:的对称轴与抛物线的对称轴相同,过点C的直线l:交抛物线于点P,问是否存在某种情况,使抛物线与直线l有且只有一个公共点,且这个公共点恰好是线段的中点?若存在这种情况,请求出a和k的值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)存在,
【分析】(1)待定系数法求出函数解析式即可;
(2)以为直角顶点,为直角边,构造等腰直角三角形,作轴,求出点坐标,进而求出直线的解析式,联立直线和抛物线的解析式,求出点坐标即可;
(3)求出的对称轴,进而推出,得到,待定系数法求出直线的解析式为,令,整理,得,求出的中点的横坐标为,令,整理,得,根据抛物线与直线l有且只有一个公共点,且这个公共点恰好是线段的中点,得到方程有两个相等的实数根为,根据判别式和根与系数的关系,列出方程组进行求解即可.
【详解】(1)解:把,代入,得
,解得,
∴;
(2)解:令,
解得,
∴,
∴,
∵,
∴,
以为直角顶点,为直角边,构造等腰直角三角形,作轴,
则,,,
∴,点在直线上,
∴,
∴,
∴,
∴,
设直线的解析式为,
把代入,得,解得,
∴,
联立,解得或,
∴;
(3)解:存在,
∵,
∴对称轴为直线,
∵的对称轴与的对称轴相同,
∴,
∴,
∴;
把代入,得,
∴,
令,整理,得,
∴
∴中点的横坐标为,
令,整理,得,
∵抛物线与直线l有且只有一个公共点,且这个公共点恰好是线段的中点,
∴方程有两个相等的实数根为,
∴,
解得或或或,
∵,
∴.
18.(2026·湖北荆门·一模)如图,已知二次函数的图象与轴交于点和点,与轴交于点,连接.点为轴上方抛物线上一动点(点不与点重合),设点的横坐标为.
(1)求该二次函数的解析式;
(2)连接,当时,求的值;
(3)设以,,,为顶点的四边形的面积为,
①求关于的函数解析式;
②根据的不同取值,试探索点的个数情况.
【答案】(1);
(2)
(3)①S关于t的函数解析式为②当时,存在个符合条件的点;
当时,存在个符合条件的点;
当时,存在个符合条件的点.
【分析】(1)将点和点的坐标代入二次函数的一般式,得到关于、的二元一次方程组,解方程组求出和的值,再将系数代回原解析式,即可得到该二次函数的解析式;
(2)先由、两点坐标得出,判定为等腰直角三角形,得到,结合已知,推出即轴,因此点的纵坐标为,将代入二次函数解析式求解,舍去与点重合的解,即可得到的值;
(3)①先令二次函数的,解方程求出抛物线与轴的另一个交点的坐标,再分两种情况讨论:当即点在上方时,过点作轴的垂线,用割补法将四边形面积拆分为与梯形的面积之和,代入坐标计算化简得到对应的函数解析式;当即点在下方时,将四边形面积拆分为固定的与动的面积之和,代入坐标计算化简得到对应的函数解析式,最后综合写出关于的分段函数解析式;②先将时的二次函数解析式配方,求出其最大值和取值范围,再根据时一次函数的增减性求出其取值范围,画出分段函数的大致图像,根据不同值对应的图像交点个数,总结出符合条件的点的个数情况.
【详解】(1)解:∵二次函数的图象与x轴交于点,与轴交于点,
∴,
∴,
∴该二次函数的解析式为;
(2)解:∵,,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
如图,
∴点的纵坐标为,
∴,
解得或,
∴,
∴;
(3)解:①令,则,
∴或,
∴,
∴,
当点在的上方时,即,,
过点作于点,如图,
则,,
∴,
∴
;
当点在的下方时,即,,
过点作于点,如图,
则,
∴
;
综上,关于的函数解析式为;
②当时,,
∵,
∴当时,有最大值为,
∴,
当时,,
∴,
画出函数的大致图象如图:
由图象可知:当时,存在个符合条件的点;
当时,存在个符合条件的点;
当时,存在个符合条件的点.
【点睛】本题中(2)问利用本身的角,将转化为轴,实现角度问题向坐标问题的转化;(3)问按点在上下方正确分段,用割补法求面积,再通过分析分段函数的取值范围,结合图像数形结合判断点的个数.
题型四:二次函数中的角和差等量关系存在性问题
19.(25-26八年级下·重庆·期末)如图,在平面直角坐标系中,抛物线与x轴交于两点,与y轴交于点C,抛物线的对称轴是直线.
(1)求抛物线的表达式;
(2)点P是直线上方抛物线上一动点,连接,点为抛物线对称轴上的动点,点E在点D的下方,且,连接.当的面积取得最大值时,求点P的坐标及的最小值;
(3)在(2)中的面积取得最大值的条件下,将抛物线沿射线的方向平移个单位长度得到抛物线,点M为点P的对应点,点N为抛物线上一动点,若,请直接写出所有符合条件的点N的坐标,并写出求解点N的坐标的其中一种情况的过程.
【答案】(1)
(2);的最小值为
(3),
【分析】(1)利用待定系数法即可解答;
(2)利用铅锤高,水平宽,得到当的面积取得最大值时取最大值,即可求得点;利用轴对称的性质求得的最小值;
(3)根据平移的性质求得新抛物线的解析式,求得点的坐标,即可求得,再利用求一次函数与抛物线的交点,即可求得点的坐标.
【详解】(1)解:抛物线的对称轴是直线,
,解得,
把代入,
可得,解得,
∴
(2)解:令,
解得,
,
令,可得,
,
设直线的解析式为,
把,代入,
可得,
解得,
所以直线的解析式为,
如图,过点作轴,交于点,
,
当最大时,的面积取得最大值,
设点,则,
,
当时,的面积取得最大值,
此时,
如图,将向下平移个单位到,使点与点重合,作关于对称轴直线的对称点,连接,
,
根据平移可得,
根据对称可得,
,
即的最小值为;
(3)解:,
,
将抛物线沿射线的方向平移个单位长度得到抛物线,即将抛物线向下平移3个单位,向右平移3个单位,
,,即,
如图,过点作轴,交于点,设与轴交于点,
则,
,,
,
,
,
即,
,
当在轴上方时,,
设直线的解析式为,
把,代入,
可得,
解得,
所以直线的解析式为,
列方程,
整理得,
,无解;
当在轴下方时,,
设直线的解析式为,
同理可得直线的解析式为,
列方程,
整理得,
解得,;
,.
20.(25-26八年级下·重庆·期末)如图1,在平面直角坐标系中,抛物线与轴交于两点,与轴交于,连接.
(1)求抛物线的表达式;
(2)如图1,点是线段上方抛物线上的一动点,连接.抛物线的对称轴为直线,点为轴上的动点,于点.当面积取得最大值时,求点的坐标及的最小值;
(3)如图2,将抛物线沿射线方向平移个单位长度得到新抛物线,点为抛物线与轴的左侧交点,点为抛物线上的一动点.若,请直接写出所有符合条件的点的横坐标.
【答案】(1)
(2);的最小值为
(3)点的横坐标为或
【分析】(1)利用待定系数法求解;
(2)过点P作轴于点F,交直线于点E,先求出直线的解析式,设点P的坐标,则可表示点E的坐标,进而表示出线段,利用,最后求出其取最大值时点P的坐标;因,则,当最小时,最小,此时轴,根据点P的坐标求得的最小值;
(3)根据A、C两点的坐标得,由条件得,求出平移后的抛物线解析式及此抛物线与x轴的交点坐标,此时有两种情况:或直线与的交点恰好是以为底边的等腰三角形的顶点,由此即可求解.
【详解】(1)解:∵抛物线过两点,
∴设抛物线解析式为,
∵抛物线过点,
∴,
即,
∴抛物线解析式为,即;
(2)解:如图,过点P作轴于点F,交直线于点E,
设直线的解析式为,
把A、C两点的坐标分别代入得,解得,
∴直线的解析式为,
设点P的坐标为,则可表示点E的坐标为,
∴,
∵,
∴,
∵
,
当取得最大值时,取得最大值,
∵,
∴当时,取得最大值,从而取得最大值,
∴,
∵点Q在y轴上,抛物线的对称轴为直线,,
∴,
∴,
当最小时,最小,此时轴,
∵,
∴的最小值为,
∴的最小值为;
(3)解:根据A、C两点的坐标知,,
∴,,
∵,,
∴,
∵抛物线沿射线方向平移个单位长度得到新抛物线,且,
∴那原抛物线向左平移3个单位,向下平移3个单位,
∴,
令,解得,
∴,与x轴的另一个交点为点A,
当点N在上方的抛物线上时,则,
设此时的解析式为,把点M坐标代入得,
即的解析式为,
令,整理得,
解得(舍去),
∴点的横坐标为;
当直线与的交点恰好是以为底边的等腰三角形的顶点时,此时,
设直线与的交点为D点,如图,设,
∵,
∴,
解得,
即,
设直线的解析式为,
则有,解得,
即直线的解析式为,
令,整理得,
解得(舍去),
∴点的横坐标为,
综上,点的横坐标为或.
21.(2026·福建三明·模拟预测)已知二次函数()的图象与轴交于、两点,与轴交于点,其对称轴为直线.
(1)当时,求该二次函数的表达式;
(2)求证:;
(3)若点的坐标为,且点为直线上方的抛物线上的一点,过点作轴,交直线于点.
①若以,,为顶点的三角形与相似,请求出所有满足条件的点的坐标;
②是否存在点,使得?若存在,请求出点的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)证明:∵该二次函数图象经过,
.
∵该二次函数图象的对称轴为直线,
,即.
,即.
又,
.
(3)①或;②的坐标为
【分析】(1)利用待定系数法求解即可;
(2)根据抛物线的对称性,结合已知,化简证明即可;
(3)①设,,根据三角形的相似,分类求解即可;
②过点作交于点.利用解方程组的方法求解即可;
【详解】(1)解:当时,.
∵该二次函数图象与轴交于、两点,且对称轴为直线,
,解得:,即.
将和代入得:
,
解得:.
∴当时,该二次函数的表达式为.
(2)略
(3)①解:∵该二次函数图象经过,,,
∴二次函数表达式为,
设直线的解析式为,
将,代入直线的解析式得:
,
解得,
直线表达式为.
又轴,
设,,
,.
当时,有,即.
解得:(不符合题意,舍去)或.
.
当时,有,即.
解得:(不符合题意,舍去)或.
.
②过点作交于点.
,
.
,,
,,
,
,
.
又,,
().
.
.
设直线的解析式为,由点,可得:
,解得:,
∴直线表达式为.
,且
∴同理可得:直线表达式为.
∵点在和上,
.
解得或(不符合题意,舍去).
∴存在点,使得.的坐标为.
22.(2026·天津西青·二模)已知抛物线(是常数且)与轴交于点,(点在点的左侧),与轴交于点,其顶点为,是坐标原点.
(1)若,
①求该抛物线的顶点和点,的坐标;
②抛物线上一点在直线下方,其横坐标为,过点作直线,当直线与直线之间的距离取得最大值时,求点的坐标.
(2)当取得最小值时,该抛物线上存在一点,满足,求点的坐标.
【答案】(1)①顶点坐标为,点的坐标为,点的坐标为;②
(2)或
【分析】(1)①把代入求出抛物线的表达式,然后配方出顶点坐标,再分别令求出与坐标轴的交点;
②过点作,轴,交于点,得到是等腰直角三角形,那么将的最大值转化为的最大值求解即可;
(2)同①可得,,,,直线的解析式为,可求点,作点关于轴的对称点,有.则,即点,,在一条直线上时,取得最小值,将点代入求出,求出抛物线解析式,取点,连接,然后证明.
当点在直线下方时,可知;当点在直线上方时,设与轴相交于点,可得,则,再求出直线的不等式与抛物线的表达式联立求解即可.
【详解】(1)解:①当时,抛物线解析式为.
由,知抛物线的顶点坐标为.
当时,.
解得,.
∴点的坐标为.
当时,.
∴点的坐标为.
②过点作,轴,交于点.
,,
.
,
.
轴,
.
.
在中,有.
.
∴当取最大值时,直线与直线之间的距离取得最大值.
设直线
由,得,
解得
∴直线的解析式为.
.
∵点在抛物线上,
.
.
∵,
∴当时,取得最大值.此时点的坐标是.
(2)解:同①可得,,,,直线的解析式为.
由可知,点.
作点关于轴的对称点,有.
,即点,,在一条直线上时,取得最小值,
∴将点代入得,.
解得(舍去),.
∴抛物线解析式为.
∴点,.
.
取点,连接,
由,可知垂直平分.
.
.即.
.
当点在直线下方时,可知.
由点,,同理可求直线的解析式为.
∴设直线的解析式为.
把点代入可解得.
∴直线的解析式为.
当时,
解得(与点重合,不合题意舍去),.
∴点的坐标为.
当点在直线上方时,设与轴相交于点.
由,,可知.
又,,
∴.
∴.
.
∴同理可求直线的解析式为.
当时,
解得(与点重合,不合题意舍去),.
∴点的坐标为.
综上,满足条件的点的坐标为或.
23.(2026·重庆·模拟预测)如图,在平面直角坐标系中,抛物线与轴交于,两点,与轴交于点,且经过点.
(1)求抛物线的表达式;
(2)点是直线上方抛物线上的一动点,连接、,点、为轴上的动点(点在点的左侧),且,连接、.当的面积取得最大值时,求四边形周长的最小值;
(3)在(2)中的面积取得最大值的条件下,将抛物线沿射线方向平移个单位长度得到抛物线,点为抛物线上的一动点.若,请直接写出所有符合条件的点的横坐标,并写出求解点的横坐标的其中一种情况的过程.
【答案】(1);
(2);
(3)或或或;过程见解析
【分析】(1)利用待定系数法求解即可;
(2)过作轴交于,求出直线的解析式为,设,则,当时取最大值,此时,将沿方向平移2个单位至,此时,作关于的对称点,连接,当且仅当、、三点共线时取得最小值,即可求解;
(3)根据平移得出新抛物线的解析式,分两种情况讨论:①当与轴的交点在负半轴时,设交点为;②当与轴的交点在正半轴时,设交点为,利用相似三角形求出、的坐标,再求出抛物线与直线的交点的横坐标,即可得解.
【详解】(1)解:抛物线经过与,
,解得,
抛物线表达式为:;
(2)解:如图,过作轴交于,
令,则,
,
,
越大,越大,
设直线的解析式为,
,解得,
直线的解析式为,
设,则,
,
,开口朝下,
当时取最大值,此时,
将沿方向平移2个单位至,此时,作关于的对称点,连接,
,
,
,
当且仅当、、三点共线时取得最小值,
,,
四边形周长的最小值为;
(3)解:,
将抛物线沿射线方向平移个单位长度得到抛物线,
抛物线向右平移3个单位长度,向上平移1个单位长度得到抛物线,
新抛物线的解析式为,
令,则,
解得:,,
,
①当与轴的交点在负半轴时,设交点为,此时,过点作轴于点,
由(2)可知,,
,
,
,
,
,
又,
,
,
,
,
,
设直线的解析式为,
,解得:,
直线的解析式为,
联立,
解得:或;
②当与轴的交点在正半轴时,设交点为,此时,过点作轴于点,
同理可证,,
,
,
,
,
直线的解析式为,
联立,
解得:或;
综上所述,点的横坐标为或或或.
24.(2026·重庆巴南·模拟预测)抛物线与x轴交于,B两点,与y轴交于点C,抛物线的顶点为点.点C与点E关于抛物线的对称轴对称.
(1)求该抛物线的解析式;
(2)点F是对称轴上一动点,点P为直线下方抛物线上一动点,过点P作y轴的垂线,交于点H.当线段的长度最大时,求周长的最小值;
(3)在第(2)问的条件下,将抛物线沿射线方向平移个单位长度得到新抛物线,新抛物线与y轴交于点G,点M为抛物线上一动点.若,请直接写出所有符合条件的点M的坐标,并写出求解点M的坐标其中一种情况的过程.
【答案】(1)
(2)
(3)解:∵ ,,
∴,
∴ 将抛物线沿射线方向平移个单位,即向左平移个单位,向下平移个单位,
∴ 新抛物线,
将代入得,
∴ ,
∴ ,
①当点在上方时,如图,设抛物线交轴的负半轴于点,
将代入得,
解得或,
∴ 抛物线与轴负半轴交于点,
∴ ,
在和中,
,
∴ ,
∴,
∵ ,,
∴ 是等腰直角三角形,
∴ ,
∴ ,
∴ 点满足条件,即,
②当点在下方时,
作点关于的对称点,连接,
由对称性得,,
由对称性知垂直平分,由对称可知,
∴,
故射线上(除G外)任意一点M均满足
∴ ,
∴ ,
设直线的表达式为,
将,代入得,
解得:,
∴ 直线的表达式为,
联立,
解得或,
∴ ,
综上,符合条件的点的坐标为或.
点的坐标为或
【分析】(1)已知抛物线顶点,利用顶点式直接写出解析式,再验证过点.
(2)先由抛物线解析式求出对称点的坐标和直线的表达式,设的横坐标为参数,表示的长度并求最大值,确定的位置;再利用轴对称将军饮马模型求的最小值.
(3)根据平移向量求出新抛物线表达式,确定点坐标;通过构造全等三角形和等腰直角三角形,将角度条件转化为;先利用对称性找出一个满足条件的点,再作对称点求出直线与抛物线的另一交点.
【详解】(1)解:∵ 抛物线顶点为,
∴ 设抛物线解析式为,
又∵ 抛物线过点,
∴ ,
解得:,
∴ .
(2)解:由得,对称轴为直线,
∵ 点与点关于对称轴对称,
∴ ,
设直线的表达式为,
将,代入得,
解得:,
∴ 直线的表达式为,
设,过作轴的垂线交于,
则的纵坐标为,
代入得,
∴ ,
∴ 当时,最大,此时,
∴ ,
作点关于直线的对称点,
∵ 在对称轴上,
∴ ,
∴ 的周长,
∵ ,
∴ 周长的最小值为.
(3)略
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专题06二次函数中的角度存在性问题的四种模型
题型归纳
题型一二次函数中的等角存在性问题
题型二二次函数中的倍角存在性问题
题型三二次函数中的特殊角存在性问题
题型四二次函数中的角和差等量关系存在性问题
题型专练
题型一:二次函数中的等角存在性问题
1.(23-24九年级下湖南湘潭自主招生)在平面直角坐标系中,O为坐标原点,抛物线y=+bx-4
与x轴交于A(-1,0),B(4,0)两点,与y轴交于点C,连接BC.
B
图1
图2
备用图
(1)求抛物线的解析式:
(2)点D为抛物线上一点且在x轴上方,满足∠DBA=∠ACO,求D点坐标
(3)点M为线段BC上一动点(不与B,C重合),过点M作MP⊥x轴于点P,交抛物线于点N.如图2,
在抛物线上找一点Q,连接AM,QN,QP,使得△PON与△APM的面积相等,求线段QN长度的最小值,并
写出此时Q点坐标.
2.(2026宁夏固原三模)如图1,在平面直角坐标系中,抛物线y=x+bx+3(a≠0)与x轴交于
A(-1,0),B(3,0)两点,与y轴交于点C.
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OE B
图1
图2
(1)求该抛物线的解析式:
(2)若点P是抛物线上位于第一象限的动点,当∠BCP=∠ABC时,求此时点P的坐标:
(③)如图2,将原抛物线水平向右平移,使点A落在点E(1,0)处,点M是原抛物线对称轴上任意一点,在平
移后的新抛物线上确定一点N,使得以点B、C、M、N为顶点的四边形为平行四边形,求出所有符合
条件的点N的坐标,
3.(2026海南三亚模拟预测)如图,抛物线y=-x2+br+c经过点A和点B(1,0),与y轴交于点C(0,3)
P
B
B
备用图
(1)求该抛物线的函数表达式:
(2)点P是抛物线上的动点,且位于'轴的左侧
①当点P为抛物线顶点时,求四边形APCO的面积:
②连接PB、AC,当∠PBA=∠CAB时,求P点的坐标.
(3)将抛物线的图象向右平移n个单位长度后,当0≤x≤2,且该函数的最大值与最小值的差为1时,请直
接写出n的值.
4.(2026黑龙江绥化三模)如图①,抛物线y=一4
2+br+c与y轴交于点A与x轴交于点B,C,直
线AD:y=-x+4与x轴交于点D,交y轴于点A(0,4),已知点B(-2,0).
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YA
图①
图②
(1)求抛物线的函数解析式:
(2)如图②,若点P是直线AD上方抛物线上的一个动点,当点P到直线AD的距离最大时,求点P的坐标
和最大距离:
(③)直线AD上是否存在点2,使得∠QCD=∠AB0,若存在,请直接写出点P坐标.若不存在,请说明理
由.
5.(25-26九年级下湖北武汉阶段检测)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax+ax+2经过点
(2,4),与x轴交于A,B两点,与y轴交于C点.
0
(1)
(2)
(I)直接写出a的值和A,B两点的坐标:
(2)如图(1),点E是抛物线上一点,且满足∠EAB=∠BCO,求点E的坐标:
(3)如图(2),点M,N是抛物线对称轴上两点,直线AM,AW分别交抛物线于点P,O,设点M,
N的纵坐标分别为m,n,mn=-3,求点A到直线PQ的距离的最大值
6.(2026九年级下福建泉州专题练习)如图1,在平面直角坐标系xOy中,抛物线y=x+bx+3的顶
点为D(L,4)且图象经过点B(3,0),与y轴交于点C.
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图1
图2
(1)求抛物线的表达式:
(2)如图2,连接CB,DB,若抛物线上存在点E,满足∠CBD=∠BDE,求点E的坐标
题型二:二次函数中的倍角存在性问题
7.(2024山东淄博二模)如图,抛物线y=ax2+bx+4交x轴于A(-1,0)、B(3,0)两点,交y轴于点C,
连接BC
备用图
(1)求抛物线的解析式:
(2)点P是抛物线上一点,设P点的横坐标为m.
①当点P在第一象限时,过点P作PD⊥x轴,交BC于点D,过点D作DE1y轴,垂足为E,连接PE,
当△PDE和△BOC相似时,求点P的坐标;
②请直接写出使∠PBA=
∠ABC的点P的坐标.
8.(2026黑龙江齐齐哈尔·二模)综合与探究
如图,能物骏y=++c经过点B0)和点C0,2小.与的月个交点为4.连这AC~BC
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图1
图2
图3
(1)求抛物线的解析式及点A的坐标;
(2)如图1,点D是线段AC的中点,连接BD,若点E在y轴上,使得△BDE是以BD为斜边的直角三角形,
则点E的坐标为
(3)点P是直线BC上方抛物线上的一动点,过点P作PO‖y轴,分别交BC、x轴于点MN.
①如图2,当∠PCM=2∠OBC时,请求出满足条件的点P的横坐标.
②如图3,连接OM,将OM绕点O按顺时针方向旋转90°得到OG,连接AG,线段AG长度的最小值为
9
9.
(2026山东烟台一模)如图,抛物线y=ar+4x+c与x轴相交于点A(-1,0)和点g'与y轴相交于点
4
C(0,3),作直线BC.
B
A
B
备用图
(1)求抛物线的表达式:
(②)若在直线BC上方的抛物线上有一动点P,连接OP交直线BC于点D,若Sco:Sco=T:4,求点P的
坐标:
(3)若在直线BC上存在一点O,使∠AQB=2∠OCB,求点O的坐标,
10.(2026四川南充二模)已知抛物线y=-x2+bx+c与x轴交于A(-3,0),B两点,与y轴交于点
C(0,3).
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图1
图2
(1)求抛物线的解析式:
(②)如图1,点M为抛物线上第二象限内一点,若∠BMC=2∠ABM,求点M的坐标:
(3)如图2,经过点(-3,-)的直线y=x+n分别与抛物线在第二、三象限交于P,2两点,连接BP、BQ,
分别交y轴于E、F两点.探究OEOF是否为定值?若是,请求出该定值;若不是,请说明理由
苏苏州一模)如图,抛物线yr+br+©与x轴相交于A、B两点(点A
5
与y轴相交于点C(0,2),对称轴为直线x=
2
(1)求该抛物线的函数表达式:
(2)若点P在直线BC上,且∠PAB=3∠CBO,求点P的坐标,
12.(25-26九年级上江苏无锡阶段检测)如图,一条抛物线y=ar+br+2与x轴相交于4(-1,0),
3
B(3,0)两点,与y轴相交于点C,顶点是点D·
D
R
(1)求抛物线对应的函数表达式
②点p是抛物线上的点,当∠ABC=∠PAB时,请直接写出满足条件的点p坐标:
2
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3
(3)将抛物线y=ar+br+2向左平移1个单位,向下平移3个单位得到一条新抛物线,它的顶点为0,直
线1过点F(O,-2),且与抛物线交于点M、N.MG⊥x轴于点G、NHLx轴于点H,求证:
111
MG'NHOg·
题型三:二次函数中的特殊角存在性问题
13.
(2026宁夏银川三模)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=ar2+c(a≠0)经过点A(-2,0)、
C(0,-4)两点,与x轴交于A、B两点.
备用图
(1)求该抛物线的表达式并写出B点坐标:
(2)在抛物线上是否存在点P,使得∠PAB=45°,若存在,求出P点坐标:若不存在,说明理由:
(3)将抛物线沿x轴向左平移n(n>0)个单位长度,若平移后的抛物线与直线y=x+2相切(只有一个交
点),求n的值.
14.(2026广西南宁三模)在平面直角坐标系中,抛物线C:y=ax+(3a-)x-3(a≠0)与x轴交于A、
B两点(点A在点B左侧),与少轴交于点C.直线经过B、C两点,
(I)求点B、C的坐标,并求直线的函数解析式(用含a的代数式表示):
(2)当a>0时,若自变量x满足-1≤x≤2时,函数y的最大值与最小值之差为5,求a的值:
(3)设线段BC的中点为M,点V在抛物线上,且∠BMN=45°,若满足条件的点N恰好有2个,直接写
出a的取值范围
15.(2026九年级下·天津红桥·学业考试)已知抛物线y=
)x2+bx+c(b,c为常数)与x轴相交刀
A(-l,O),B两点,与y轴相交于点C(O,3).M为x轴下方抛物线上横坐标为m的点,连接MB.
(1)求该抛物线的解析式和点B的坐标:
(2)当∠MBC=45°时,求m的值;
(3)过点M作x轴的平行线与抛物线相交于点P,过点M作y轴的平行线与直线BC相交于点Q,若
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MP=MQ,求m的值.
16.(2023新疆乌鲁木齐模拟预测)如图所示.抛物线y=a2+bx+3经过点A(-1,0)和点B(2,3),
F
(1)求抛物线解析式和顶点D的坐标:
11
(②)若直线y=2+2与抛物线交于点A,C,点P在抛物线上,过点P作x轴的垂线,交直线4C于B,抛
物线的对称轴与直线AC交于F.
①设点P的横坐标为,当以点P,D,E,F为顶点的四边形是平行四边形时,求的值:
②在直线AC上方的抛物线上是否存在点P,满足∠PCA=45°,若存在,求出点P的坐标,若不存在,请说
明理由.
17.(2026四川成都二模)如图,在平面直角坐标系x0中,抛物线L:y=一2
X+bx+c与x轴的左右
两个交点分别为点4(-L0和点反与交于点90引
(1)求抛物线的解析式:
(2)在第一象限内抛物线上取点D,使∠DCB=45°,求点D的坐标:
(3)若抛物线L,:y=ax2+mx(a<0)的对称轴与抛物线L的对称轴相同,过点C的直线:y=:+n
(k<0)交抛物线L于点P,问是否存在某种情况,使抛物线L与直线I有且只有一个公共点,且这个公共
点恰好是线段CP的中点?若存在这种情况,请求出α和k的值;若不存在,请说明理由.
18.(2026湖北荆门一模)如图,己知二次函数y=-x2+bx+c的图象与x轴交于点A(4,0)和点B,与
y轴交于点C(0,4),连接AC.点P为x轴上方抛物线上一动点(点P不与点C重合),设点P的横坐标
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为t.
B
(1)求该二次函数的解析式
(2)连接PC,当∠PCA=45°时,求t的值:
(3)设以A,O,C,P为顶点的四边形的面积为$,
①求S关于t的函数解析式:
②根据$的不同取值,试探索点P的个数情况,
题型四:二次函数中的角和差等量关系存在性问题
19.(25-26八年级下·重庆期末)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=-x2+br+c与x轴交于
A,B(3,O)两点,与y轴交于点C,抛物线的对称轴是直线x=1.
VA
B
B
备用图
(1)求抛物线的表达式:
(②)点P是直线BC上方抛物线上一动点,连接BP,CP,点D,E为抛物线对称轴上的动点,点E在点D的下
方,且DE=多,连接Pn5,当,BCP的面积取得绿大植时.求点P的丝标及BE+PD的最小位:
(3)在(2)中△BCP的面积取得最大值的条件下,将抛物线沿射线CB的方向平移3√2个单位长度得到抛物
线y',点M为点P的对应点,点N为抛物线y上一动点,若∠NAB+∠OCM=90°,请直接写出所有符合
条件的点N的坐标,并写出求解点N的坐标的其中一种情况的过程,
20.(25-26八年级下·重庆期末)如图1,在平面直角坐标系中,抛物线与x轴交于A(-3,0八B(1,0)两点,
与y轴交于C(0,3),连接AC.
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B
B
图1
图2
(1)求抛物线的表达式;
(2)如图1,点P是线段AC上方抛物线上的一动点,连接AP、CP.抛物线的对称轴为直线I,点O为y轴
上的动点,QH⊥I于点H.当△APC面积取得最大值时,求点P的坐标及PO+H0的最小值;
(3)如图2,将抛物线沿射线CA方向平移3V2个单位长度得到新抛物线,点M为抛物线与x轴的左侧
交点,点N为抛物线上的一动点,若∠NMC+∠CAB=∠MCO,请直接写出所有符合条件的点N的横
坐标.
21.(2026福建三明模拟预测)已知二次函数y=ax2+bx+c(a<0)的图象与x轴交于A(-1,0)、B两
点,与y轴交于点C,其对称轴为直线x=1.
(1)当a=-1时,求该二次函数的表达式:
(2)求证:5a+c<0:
(③)若点C的坐标为(O,3),且点P为直线BC上方的抛物线上的一点,过点P作PD‖y轴,交直线BC于点
D
①若以C,P,D为顶点的三角形与△BOC相似,请求出所有满足条件的点P的坐标;
②是否存在点P,使得∠PBC+∠AC0=45°?若存在,请求出点P的坐标:若不存在,请说明理由.
22.(2026天津西青二模)己知抛物线y=x2-2mx-2m-1(m是常数且m>0)与x轴交于点A,B
(点A在点B的左侧),与y轴交于点C,其顶点为D,O是坐标原点.
(1)若m=2,
①求该抛物线的顶点D和点C,B的坐标:
②抛物线上一点P在直线CB下方,其横坐标为t,过点P作直线I∥CB,当直线I与直线CB之间的距离取
得最大值时,求点P的坐标.
(②)当CB+CD取得最小值时,该抛物线上存在一点M,满足∠CBM=∠ACB-2∠ACO,求点M的坐标.
23.(2026重庆·模拟预测)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+br+2与x轴交于A(-6,0),B
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两点,与y轴交于点C,且经过点(-2,4)
VA
(1)求抛物线的表达式:
(2)点P是直线AC上方抛物线上的一动点,连接AP、CP,点D、E为x轴上的动点(点E在点D的左
侧),且DE=2,连接PE、CD.当△APC的面积取得最大值时,求四边形PCDE周长的最小值:
(3)在(2)中△APC的面积取得最大值的条件下,将抛物线y=ax2+br+2沿射线AC方向平移V0个单位
长度得到抛物线y,点K为抛物线y上的一动点.若∠ACO=∠KPB+45°,请直接写出所有符合条件的点
K的横坐标,并写出求解点K的横坐标的其中一种情况的过程
24.(2026重庆巴南模拟预测)抛物线y=x2+bx+C与x轴交于AL,0),B两点,与y轴交于点C,抛物
线的顶点为点D(2,-).点C与点E关于抛物线的对称轴对称。
OA
B
备用图
(1)求该抛物线的解析式:
(2)点F是对称轴上一动点,点P为直线DE下方抛物线上一动点,过点P作y轴的垂线,交DE于点H.
当线段PH的长度最大时,求△PFE周长的最小值:
(3)在第(2)问的条件下,将抛物线沿射线EB方向平移V10个单位长度得到新抛物线y',新抛物线y与y
轴交于点G,点M为抛物线y上一动点.若∠PGM-45°=∠OCA,请直接写出所有符合条件的点M的坐
标,并写出求解点M的坐标其中一种情况的过程,
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